第十二章　第68課時(shí)　專題強(qiáng)化：電磁感應(yīng)中的電路及圖像問題-2026年高考物理大一輪復(fù)習(xí)課件（含試題及答案）-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

專題強(qiáng)化：電磁感應(yīng)中的電路及圖像問題
考點(diǎn)一　電磁感應(yīng)中的電路問題分析
考點(diǎn)二　電磁感應(yīng)中的圖像問題分析
分析電磁感應(yīng)中電路問題的基本思路
電磁感應(yīng)中的電路問題分析
“相當(dāng)于電源”的導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差就是電源的電動(dòng)勢(shì)嗎？
答案　導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差與電源的電動(dòng)勢(shì)是兩個(gè)不同的概念，導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差不是電源的電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)電路是斷開狀態(tài)時(shí)，等效電源兩端的電勢(shì)差等于電源的電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)電路是閉合狀態(tài)時(shí)，等效電源兩端的電勢(shì)差為路端電壓，與電動(dòng)勢(shì)不相等。
(來自教材改編)如圖，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，寬ad＝L，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一接入電路的電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計(jì)摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過程中，求：(1)PQ切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；
(2)PQ滑到中間位置時(shí)PQ兩端的電壓；
(3)線框消耗的最大電功率。
如圖所示，abcd為水平固定放置的U形導(dǎo)體框，其中bc長(zhǎng)為x，bc部分阻值為r，其余部分電阻不計(jì)。長(zhǎng)為2x、阻值為2r的均勻?qū)w棒MN，始終與導(dǎo)體框接觸良好。整個(gè)裝置處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒以速度v水平向左勻速運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)差是D.2Bxv
電磁感應(yīng)中的圖像問題分析
1.解題步驟(1)明確圖像的種類，即是B－t圖像還是Φ－t圖像，或者E－t圖像、i－t圖像、F－t圖像等；對(duì)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況，還常涉及E－x圖像和i－x圖像；(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程；(3)用右手定則或楞次定律確定電流方向與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)寫出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式；
(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等；(6)畫圖像或判斷圖像。2.常用方法(1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的正負(fù)、增大還是減小及變化快慢，來排除錯(cuò)誤選項(xiàng)。(2)函數(shù)法：寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖像進(jìn)行分析和判斷。
如圖所示，兩個(gè)寬度均為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于光滑水平桌面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，高為L(zhǎng)、上底和下底長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)和2L的等腰梯形金屬線框水平放置，現(xiàn)使其勻速向右穿過磁場(chǎng)區(qū)域，速度垂直梯形底邊，從圖示位置開始x＝0，以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颉?1)畫出下列三圖所示時(shí)刻感應(yīng)電流的方向。
答案　①逆時(shí)針方向?、陧槙r(shí)針方向?、勰鏁r(shí)針方向
(2)下列四幅圖中能夠反映線框中電流I隨金屬框向右移動(dòng)距離x關(guān)系的是　　　　。
所受安培力F隨時(shí)間t的變化圖像如圖乙所示。取垂直紙面向外為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，則t＝0時(shí)刻起磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化圖像可能正確的是
(多選)如圖甲所示，一個(gè)矩形金屬框ABCD通過細(xì)桿懸掛在豎直平面內(nèi)，懸點(diǎn)P為AB邊中點(diǎn)。金屬框邊AB水平，平行AB邊的虛線EF下方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)范圍足夠大、方向垂直紙面(豎直平面)。若金屬框的重量忽略不計(jì)，規(guī)定金屬框所受安培力向上為正方向，t＝0時(shí)起，金屬框
(多選)(2022·河北卷·8)如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根導(dǎo)軌位于x軸上，另一根由ab、bc、cd三段直導(dǎo)軌組成，其中bc段與x軸平行，導(dǎo)軌左端接入一電阻R。導(dǎo)軌上一金屬棒MN沿x軸正向以速度v0保持勻速運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)刻通過坐標(biāo)原點(diǎn)O，金屬棒始終與x軸垂直。設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中通過電阻
的電流強(qiáng)度為i，金屬棒受到安培力的大小為F，金屬棒克服安培力做功的功率為P，電阻兩端的電壓為U，導(dǎo)軌與金屬棒接觸良好，忽略導(dǎo)軌與金屬棒的電阻。下列圖像可能正確的是
2.如圖所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向水平放置著兩根相距L＝0.1 m的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、Q之間連接一阻值R＝0.3 Ω的電阻。導(dǎo)軌上垂直放置著金屬棒ab，其接入電路的電阻r＝0.2 Ω。當(dāng)金屬棒在水平拉力作用下以速度v＝4.0 m/s向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)A.ab棒所受安培力大小為0.02 NB.N、Q間電壓為0.2 VC.a端電勢(shì)比b端電勢(shì)低D.回路中感應(yīng)電流大小為1 A
5.(多選)(2024·山東菏澤市檢測(cè))如圖甲所示，正方形線圈abcd內(nèi)有垂直于線圈的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知線圈匝數(shù)n＝10，邊長(zhǎng)ab＝1 m，線圈總電阻r＝1 Ω，線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化情況如圖乙所示。設(shè)圖甲所示的磁場(chǎng)方向與感應(yīng)電流方向?yàn)檎较?，則下列有關(guān)線圈的感應(yīng)電流i，焦耳熱Q以及a、b兩點(diǎn)間電壓大小u，ab邊的安培力F(取向下為正方向)隨時(shí)間t的變化圖像正確的是
7.(2024·山東菏澤市一模)如圖所示，邊長(zhǎng)為2L的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的菱形單匝金屬線框ABCD的底邊與bc在同一直線上，
菱形線框的∠ABC＝60°。使線框水平向右勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域，BC邊與磁場(chǎng)邊界bc始終共線，以B點(diǎn)剛進(jìn)入磁場(chǎng)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎?，則下列圖像正確的是
8.(2024·山東濰坊市檢測(cè))如圖所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾葹?a，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一邊長(zhǎng)為a、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框ABCD從圖示位置沿水平向右方向以速度v勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域，下列圖中導(dǎo)線框中A、B兩端電壓UAB與導(dǎo)線框移動(dòng)距離x的關(guān)系圖像正確的是
9.如圖所示，光滑水平面上有一個(gè)由均勻電阻絲做成的正方形線框。線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m，總電阻為R。線框以垂直磁場(chǎng)邊界的初速度v進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。線框能完全進(jìn)入磁場(chǎng)，且線框ab、cd兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行。求：(1)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中感應(yīng)電流I的大小及c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)差U；
(2)若ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v'，則線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中最大的加速度a及產(chǎn)生的焦耳熱Q；
(3)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量q。
10.如圖所示，左端有微小狹縫(距離可忽略)的“∠”形光滑導(dǎo)軌abc水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一電容器C與導(dǎo)軌左端相連，導(dǎo)軌上的金屬棒MN
與ab垂直且與導(dǎo)軌接觸良好，在外力F作用下從b點(diǎn)開始以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，忽略所有電阻。下列關(guān)于回路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、外力F及其功率P隨時(shí)間t變化的圖像中，正確的是

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