《高考物理热点题型应考秘籍 9.3-电磁感应中的电路和图象问题（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理热点题型应考秘籍 9.3-电磁感应中的电路和图象问题（解析版）（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库【高频考点解读】1对电磁感应中电源的理解 2解决电磁感应电路问题的基本步骤【热点题型】题型一 电磁感应中的电路问题例 1、半径分别为 r 和 2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为 r、质量为 m 且质量分布均匀的直导体棒 于圆导轨上面，延长线通过圆导轨中心 O，装置的俯视图如图 931 所示。整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，方向竖直向下。在内圆导轨的 C 点和外圆导轨的 D 点之间接有一阻值为 R 的电阻(图中未画出) 。直导体棒在水平外力作用下以角速度 绕 O 逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好
2、接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 ，导体棒和导轨的电阻均可忽略。重力加速度大小为 g。求图 931(1)通过电阻 R 的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率。最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库【答案】(1)方向为 CD大小为 (2) 3法规律】电磁感应中电路问题的题型特点闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运动，在回路中将产生感应电动势和感应电流。从而考题中常涉及电流、电压、电功等的计算，也可能涉及电磁感应与力学、电磁感应与能量的综合分析。【提分秘籍】1电磁感应与电路知识的关系图2电磁感应中的两类电路问题(1)以部分电路欧姆定律为中心，包括六个基本物
3、理量(电压、电流、电阻、电功、电功率、电热)，三条定律(部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律 )，以及若干基本规律(串、并联电路特点等)。(2)以闭合电路欧姆定律为中心，讨论电动势概念，闭合电路中的电流、路端电压以及闭合电最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库路中能量的转化。3解决电磁感应中的电路问题三步曲【举一反三】 (多选)(2015焦作一模)如图 932 所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l1 m，、分别接着阻值 R10 的电阻。一阻值 R10 的导体棒 速度 v4 m/s 匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小BT、方向竖
4、直向下的匀强磁场。下列说法中正确的是()图 932A导体棒 电流的流向为由 b 到 aB端的电压为 1 端的电压为 1 VD端的电压为 1 电磁感应中的图像问题例 2、将一段导线绕成图 935 甲所示的闭合回路，并固定在水平面 (纸面)内。回路的 置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度 B 随时间 t 变化的图像如图乙所示。用 F 表示 受到的安培力，以水平向右为 F 的正方向，能正确反映 F 随时间 t 变化的图像是 ()最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库图 935图 936【答案】B【提分秘籍】 1图像问题
5、的求解类型类型 据电磁感应过程选图像 据图像分析判断电磁感应过程求解流程2解题关键弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库等是解决此类问题的关键。3解决图像问题的一般步骤(1)明确图像的种类，即是 Bt 图还是 t 图，或者 Et 图、I t 图等；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等；(6)画图像或判断图像。4电磁感应中图像
6、类选择题的两个常用方法(1)排除法：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)，特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项。(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断。【举一反三】 边长为 a 的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图 9313 所示，则下列图像与这一过程相符合的是()图 9313图 9314【答案】中教学课尽在金锄头文库【高考押题】 所示，两光滑平行金属导轨间距为 L，直导线 直跨在导轨
7、上，且与导轨接触良好，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为 B。电容器的电容为 C，除电阻 R 外，导轨和导线的电阻均不计。现给导线 初速度，使导线 右运动，当电路稳定后，速度 v 向右做匀速运动时()图 1A电容器两端的电压为零B电阻两端的电压为 容器所带电荷量为 保持 速运动，需对其施加的拉力大小为 C当导线 速向右运动时，导线 生的感应电动势恒定，稳定后，电容器既不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端没有电压，电容器两极板间的电压为UE所带电荷量 Q故 A、B 错，C 对；速运动时，因无电流而不受安培力， 故拉力为零，D 错。 所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向
8、垂直纸面向里。一个三角形闭合导线框，由位置 1(左)沿纸面匀速运动到位置 2(右) 。取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则图 6 中能正确反映线框中电流与时间关系的是()图 4最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库图 53如图 6 所示，一半径为 R，圆心角为 240的扇形单匝线圈可绕着磁场边界线上的 O 点以角速度 沿逆时针方向转动，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里。则从图示位置开始计时，能正确反映线圈中感应电流随时间变化的关系图像是(以顺时针方向为电流的正向)()图 6图 74如图 8 甲所示，正三角形硬导线框 定在
9、磁场中，磁场方向与线框平面垂直。图乙表示该磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系，t0 时刻磁场方向垂直纸面向里。在 04t 0时间内，线框 受到该磁场对它的安培力 F 随时间 t 变化的关系图为(规定垂直 向左为安培力的正方向)()最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库图 8图 9解析：选 A0t 0，磁场方向垂直纸面向里，均匀减小， ，根据楞次定律、法拉第电0经导线 电流 I 不变，方向从 b 到 a，根据左手定则和安培力公式可得：其受到的安培力方向向左，大小为 F均匀减小到零；t 02t 0，磁场方向垂直纸面向外，均匀增大， ，0图 10，矩形闭合导体线框在匀强
10、磁场上方，由不同高度静止释放，用 t1、t 2 分别表示线框 和 刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，始终保持与磁场水平边界线 行，线框平面与磁场方向垂直。设 方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度 v 随时间 t 变化的规律()最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库图 10图 11解析：选 A本题考查电磁感应，意在考查考生对电磁感应规律的理解和认识。由题意可知，线框先做自由落体运动，最终做匀加速直线运动。若 刚进入磁场时，速度较小，线框内产生的感应电流较小，线框所受安培力小于重力，则线圈进入磁场的过程做加速度逐渐减小的加速运动，图
11、像 C 有可能；若线框进入磁场时的速度较大，线框内产生的感应电流较大，线框所受安培力大于重力，则线框进入磁场时做加速度逐渐减小的减速运动，图像 B 有可能；若线框进入磁场时的速度合适，线框所受安培力等于重力，则线框匀速进入磁场，图像 D 有可能；由分析可知选 A。6如图 12 甲所示，一个匝数 n100 的圆形导体线圈，面积 .4 m 2 ，电阻 r1 。在线圈中存在面积 .3 m 2 的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系如图乙所示。有一个 R2 的电阻，将其两端 a、b 分别与图甲中的圆形线圈相连接，b 端接地，则下列说法正确的是()图 12A圆形线圈中产
12、生的感应电动势 E6 04 s 时间内通过电阻 R 的电荷量 q8 b 端电势为零，则 a 端的电势 a3 04 s 时间内电阻 R 上产生的焦耳热 Q18 所示，光滑平行的金属导轨 距 L1.0 m，与水平面之间的夹角30，匀强磁场磁感应强度 B，垂直于导轨平面向上，接有阻值 R 的电阻，其它电阻不计，质量 m2.0 金属杆 直导轨放置，用变力 F 沿导轨平面向上拉金属杆 金属杆 恒定加速度 a2 m/s 2，由静止开始做匀变速运动，则： (g10 m/ 3(1)在 5 s 内平均感应电动势是多少？(2)第 5 s 末，回路中的电流多大？(3)第 5 s 末，作用在 上的外力 F 多大？最新
13、学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库答案：(1)10 V (2)10 A(3)34 3 所示，水平面上固定一个间距 L1 m 的光滑平行金属导轨，整个导轨处在竖直方向的磁感应强度 B1 T 的匀强磁场中，导轨一端接阻值 R9 的电阻。导轨上有质量m1 阻 r1 、长度也为 1 m 的导体棒，在外力的作用下从 t0 开始沿平行导轨方向运动，其速度随时间的变化规律是 v2 ，不计导轨电阻。求：3(1)t4 s 时导体棒受到的安培力的大小；(2)请在如图 14 所示的坐标系中画出电流平方与时间的关系 (I2t)图像。图 14解析：(1)4 s 时导体棒的速度是 v2 4 m/中教学
14、课尽在金锄头文库答案：(1) (2)见解析9如图 15 甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距 d0.5 m，电阻不计，左端通过导线与阻值 R2 的电阻连接，右端通过导线与阻值 的小灯泡 L 连接。在 形区域内有竖直向上的匀强磁场， l2 m ，有一阻值 r2 的金属棒 D 处(恰好不在磁场中) 。域内磁场的磁感应强度 B 随时间变化如图乙所示。在 t0 至 t4 s 内，金属棒 持静止，在 t4 s 时使金属棒 某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从 t0 开始到金属棒运动到磁场边界 的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。求：图 15(1)通过小灯泡的电流；(2)金属棒 磁场区域中运动的速度大小。解析：(1)在 t0 至 t4 s 内，金属棒 持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势。电路为 r 与 R 并联，再与 联，电路的总电阻R 总 R L 5 R
