新教材物理一轮总复习-第十二章电磁感应专题强化十一电磁感应中的图像和电路问题学案.docx

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1、专题强化十一电磁感应中的图像和电路问题【素养目标】(1)会处理常见的电磁感应图像问题(2)掌握处理电磁感应电路问题的方法题型一电磁感应中的电路问题1电磁感应中电路知识的关系图2分析电磁感应电路问题的基本思路求感应电动势EBlv或E画等效电路图求感应电流I例12023江苏常州模拟(多选)如图为带灯的自行车后轮的示意图，金属轮框与轮轴之间均匀地连接四根金属条，每根金属条中间都串接一个阻值为3 小灯泡，车轮半径为0.3 m，轮轴半径可以忽略车架上固定一个强磁铁，可形成圆心角为60扇形匀强磁场区域，磁感应强度大小为2.0 T，方向垂直纸面(车轮平面)向里若自行车后轮逆时针转动的角速度恒为10 rad/

2、s，不计其它电阻，则()A通过每个小灯泡的电流始终相等B当金属条ab在磁场中运动时，金属条ab中的电流从b指向aC当金属条ab在磁场中运动时，电路的总电阻为4 D当金属条ab在磁场中运动时，所受安培力大小为0.135 N解题心得针 对 训 练1粗细均匀的电阻丝围成如图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于线框平面向里，图中abbc2cd2de2ef2faL.现使线框先后以同样大小的速度v，匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且使速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直，则线框在通过图示各位置时，下列说法正确的是()A图中a、b两点间的电势差最大B图中a、b两点间的

3、电势差最大C图中回路电流最大D图中回路电流最小题型二电磁感应中的图像问题1问题类型(1)给定电磁感应过程，选出或画出正确的图像(2)由给定的图像分析电磁感应过程，求解相应物理量2掌握两个技法，快速解答图像问题最快捷(1)排除法：根据选择题的特点，定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项最有效(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两处物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像作出分析和判断3解决电磁感应图像问题的“三点关注”例22022河北卷(多选)如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位

4、于x轴上，另一根由ab、bc、cd三段直导轨组成，其中bc段与x轴平行，导轨左端接入一电阻R.导轨上一金属棒MN沿x轴正向以速度v0保持匀速运动，t0时刻通过坐标原点O，金属棒始终与x轴垂直设运动过程中通过电阻的电流强度为i，金属棒受到安培力的大小为F，金属棒克服安培力做功的功率为P，电阻两端的电压为U，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻下列图像可能正确的是()解题心得例32021辽宁卷(多选)如图(a)所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图(b)所示的匀强磁场，t0时磁场方向垂直纸面向里，在t0到t2t0的时

5、间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t2t0时，释放金属棒整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则()A在t时，金属棒受到安培力的大小为B在tt0时，金属棒中电流的大小为C在t时，金属棒受到安培力的方向竖直向上D在t3t0时，金属棒中电流的方向向右解题心得针 对 训 练2.如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，t0时，线框开始进入磁场设逆时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流i随时间t变化的图像可能正确的是()32023辽宁本溪模拟如图甲所示，矩形导线框abcd固定在变化的磁场中，产生了感

6、应电流(电流方向沿abcda为正方向)若规定垂直纸面向里的方向为磁场的正方向，能够使线框中产生如图乙所示电流的磁场为()专题强化十一电磁感应中的图像和电路问题题型一例1解析：当其中一根金属条在磁场中切割磁感应线时，该金属条相当于电源，其它三根金属条相当于外电路且并联，根据电路特点可知，通过磁场中的那根金属条的电流是通过其它三根金属条电流的三倍，A错误；当金属条ab在磁场中运动时，根据右手定则可知通过金属条ab中的电流从b指向a，B正确；金属条ab在匀强磁场中运动时充当电源，其余为外电路，且并联，其等效电路如下图所示设电路的总电阻为R总，根据电路图可知R总RR33 4 ，C正确；当金属条ab在磁

7、场中运动时，产生的感应电动势为EBr220.3210 V0.9 V，此时通过ab的电流为IA0.225 A，所以金属条ab所受安培力大小为FABIr20.2250.3 N0.135 N，D正确答案：BCD1解析：设线框的电阻为R，图中，a、b两点间的电势差等于外电压，其大小为U1E1BLv，电流大小为I1图中，a、b两点间的电势差大小为U2E2BLv，电流大小为I2图中，a、b两点间的电势差大小为U3E3BLv，电流大小为I3图中，a、b两点间的电势差大小为U4E4BLv，电流大小为I4可见，图中a、b两点间的电势差最大，a、b两点间电势差最小的是图，图、中电流相等，图中电流最小，故A正确，B

8、、C、D错误答案：A题型二例2解析：当导体棒从O点向右运动L时，即在0时间内，在某时刻导体棒切割磁感线的长度Ll0v0t tan (为ab与ad的夹角)，则根据法拉第电磁感应定律EBLv0，根据闭合电路欧姆定律I(l0v0t tan )，可知回路电流均匀增加；安培力F(l0v0t tan )2，则Ft关系为抛物线，但是不过原点；安培力做功的功率P(l0v0t tan )2.则Pt关系为抛物线，但是不过原点；电阻两端的电压等于导体棒产生的感应电动势，即UEBLv0Bv0(l0v0t tan )，即图像是不过原点的直线；根据以上分析，可大致排除B、D选项；当在时间内，导体棒切割磁感线的长度不变，感

9、应电动势E不变，感应电流I不变，安培力F大小不变，安培力的功率P不变，电阻两端电压U保持不变；同理可判断，在时间内，导体棒切割磁感线长度逐渐减小，导体棒切割磁感线的感应电动势E均匀减小，感应电流I均匀减小，安培力F大小按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与0内是对称的关系，安培力的功率P按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与0内是对称的关系，电阻两端电压U按线性均匀减小；综上所述选项A、C正确，B、D错误答案：AC例3解析：由图可知在0t0时间段内产生的感应电动势为E，根据闭合电路欧姆定律有此时间段的电流为I，在时磁感应强度为，此时安培力为FBIL，故A错误，B正确；由图可知在t时，磁

10、场方向垂直纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流，再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，故C正确；由图可知在t3t0时，磁场方向垂直纸面向外，金属棒向下掉的过程中磁通量增加，根据楞次定律可知金属棒中的感应电流方向向左，故D错误答案：BC2解析：设线框运动的速度为v，总电阻为R.当时间t时，只有最右侧的两个短边切割磁感线，感应电流的方向为逆时针方向，大小为I；当t时，即从右侧中间的短边进入磁场至左侧长边进入磁场，感应电流方向为逆时针方向，大小为I；当t时，即从左侧长边进入磁场至右侧中间的短边离开磁场，感应电流方向为顺时针方向，大小为I；当t时，即从右侧中间短边离开磁场至左侧长边离开磁场，感应电流方向的顺时针方向，大小为I.综上所述，选项A正确答案：A3解析：由图乙可知，0t1内，线框中电流的大小与方向都不变，根据法拉第电磁感应定律En可知，线框中磁通量的变化率不变，由BS，得EnS，故0t1内磁场的磁感应强度与时间的关系图线是一条倾斜的直线，A、B错误；又由于0t1内电流的方向为正方向，即沿abcda方向，则线框中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，0t1内原磁场垂直纸面向里减小或垂直纸面向外增大，C错误，D正确答案：D