第54讲 电磁感应中的电路及图像问题（讲义）（解析版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第54讲电磁感应中的电路及图像问题

目录

01、考情透视，目标导航TOC\o1-3\h\u

02、知识导图，思维引航 2

03、考点突破，考法探究 2

考点一.电磁感应中的电路问题 2

知识点1.电磁感应中电路知识的关系图 3

知识点2.分析电磁感应电路问题的基本思路 3

知识点3.电磁感应中电路问题的基本规律 3

考向1导体棒平动切割的电路问题 3

考向2导体棒转动切割的电路问题 4

考向3磁场变化引起的电路问题 5

考点二.电磁感应中电荷量的计算 5

考点三.电磁感应中的图像问题 7

知识点1.感生类图像问题 7

知识点2.动生类图像问题 7

知识点3.解答图像选择问题的常用方法 8

知识点4.图像分析问题的“四明确·一理解” 8

考向1.图像选择问题 8

考向2.图像分析问题 9

考向3.图像转化问题 10

04、真题练习，命题洞见 11

考情分析

2024·浙江6月·高考物理第5题

2024·浙江6月·高考物理第18题

2024·浙江1月·高考物理第15题

2024·湖南·高考物理第4题

复习目标

目标1.掌握电磁感应电路问题的分析方法。

目标2.掌握感应电流、电荷量、路端电压、电功率的计算方法。

目标3.会分析电磁感应的图像问题。

考点一.电磁感应中的电路问题

知识点1.电磁感应中电路知识的关系图

知识点2.分析电磁感应电路问题的基本思路

知识点3.电磁感应中电路问题的基本规律

(1)对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等。

(2)对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体棒或磁通量发生变化的线圈；除电源外其余部分是外电路。在外电路中，电流从高电势处流向低电势处，在内电路中，电流则从低电势处流向高电势处。

(3)对路端电压的理解：“电源”两端的电压为路端电压，不是电源的感应电动势。

考向1导体棒平动切割的电路问题

1.(多选)如图所示，分布于全空间的匀强磁场垂直于纸面向里，其磁感应强度大小为B＝2T。宽度为L＝0.8m的两导轨间接一阻值为R＝0.2Ω的电阻，电阻为2R的金属棒AC长为2L并垂直于导轨(导轨电阻不计)放置，A端刚好位于导轨，中点D与另一导轨接触。当金属棒以速度v＝0.5m/s向左匀速运动时，下列说法正确的是()

A．流过电阻R的电流为2A

B．A、D两点的电势差为UAD＝0.4V

C．A、C两点的电势差为UAC＝－1.6V

D．A、C两点的电势差为UAC＝－1.2V

【答案】AD

【解析】：金属棒AD段产生的感应电动势为EAD＝BLv＝2×0.8×0.5V＝0.8V，流过电阻R的电流I＝eq\f(EAD,R＋R)＝eq\f(0.8,0.4)A＝2A，根据右手定则，可知A端的电势低于D端的电势，A、D两点的电势差UAD＝－IR＝－0.4V，B错误，A正确；D、C两点的电势差UDC＝－BLv＝－0.8V，则UAC＝UAD＋UDC＝－1.2V，C错误，D正确。

考向2导体棒转动切割的电路问题

2.如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是()

A．金属棒产生的电动势为eq\f(1,2)Bl2ω

B．微粒的电荷量与质量之比为eq\f(2gd,Br2ω)

C．电阻消耗的电功率为eq\f(πB2r4ω,2R)

D．电容器所带的电荷量为CBr2ω

【答案】B

【解析】：由法拉第电磁感应定律可知金属棒产生的电动势为E＝Br·eq\f(1,2)ωr＝eq\f(1,2)Br2ω，A错误；金属棒电阻不计，故电容器两极板间的电压等于棒产生的电动势，微粒的重力与其受到的电场力大小相等，有qeq\f(U,d)＝mg，可得eq\f(q,m)＝eq\f(2gd,Br2ω)，B正确；电阻消耗的电功率P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(B2r4ω2,4R)，C错误；电容器所带的电荷量Q＝CU＝eq\f(1,2)CBr2ω，D错误。

考向3磁场变化引起的电路问题

3．(多选)如图甲所示的电路中，电阻R1＝R，R2＝2R，单匝圆形金属线圈半径为r2、圆心为O，线圈的电阻为R，其余导线的电阻不计。半径为r1(r1r2)、圆心为O的圆形区域内存在垂直