2025年高考物理复习讲义第十章专题十一　电磁感应中的电路和图像问题（含解析）.docxVIP

eq\o(\s\up7(专题十一电磁感应中的电路和图像问题),\s\do5())

素养目标综合应用楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律分析电路和图像问题．(科学思维)

考点电磁感应中的电路问题

1．电磁感应电路中的五个等效问题

2．电磁感应中电路知识的关系图

典例1如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一根长度大于2r的导线MN以速率v在圆环上无摩擦地从左端匀速滑到右端，回路中的定值电阻阻值为R，其余电阻不计．试求：

(1)MN从圆环左端滑到右端的过程中，电阻R上的电流的平均值及通过的电荷量；

(2)MN从圆环左端滑到右端的过程中，电阻R上的电流的最大值．

1．[磁通量变化产生感应电动势](多选)如图甲所示，螺线管匝数n＝1000，横截面积S＝0.02m2，电阻r＝1Ω，螺线管外接一个阻值R＝4Ω的电阻，电阻的一端b接地．一方向平行于螺线管轴线向左的磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，则()

A．在0～4s时间内，R中有电流从a流向b

B．在t＝3s时，穿过螺线管的磁通量为0.07Wb

C．在4～6s时间内，通过R的电流大小为8A

D．在4～6s时间内，R两端电压Uab＝40V

2．[导体棒切割产生感应电动势](多选)如图所示，光滑的金属框CDEF水平放置，宽为L，在E、F间连接一阻值为R的定值电阻，在C、D间连接一滑动变阻器R1(0≤R1≤2R)．框内存在着竖直向下的匀强磁场．一长为L、电阻为R的导体棒AB在外力作用下以速度v匀速向右运动．金属框电阻不计，导体棒与金属框接触良好且始终垂直，下列说法正确的是()

A．ABFE回路的电流方向为逆时针，ABCD回路的电流方向为顺时针

B．左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率相同，故电路中的感应电动势大小为2BLv

C．当滑动变阻器接入电路中的阻值R1＝R时，导体棒两端的电压为eq\f(2,3)BLv

D．当滑动变阻器接入电路中的阻值R1＝eq\f(R,2)时，滑动变阻器有最大电功率且为eq\f(B2L2v2,8R)

考点电磁感应中的图像问题

1．图像问题的求解类型

类型

根据电磁感应过程选图像

根据图像分析判断电磁感应过程

求解流程

.2.解决图像问题的一般步骤

典例2(2024·广东深圳罗湖质检)在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形线框abcd，被限制在沿ab方向的水平直轨道上自由滑动．bc边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg，直角边ge和ef的长也等于L，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力作用下向右以速度v匀速穿过磁场区域，若图示位置为t＝0时刻，设逆时针方向为电流的正方向．则感应电流i-t图像正确的是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(时间单位为\f(L,v)))()

1．[根据图像分析电磁感应过程]如图甲所示为处于匀强磁场中的面积为100cm2、匝数为100的圆形金属线圈，磁场方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，若t＝0时刻磁场方向如图甲所示，线圈电阻为5Ω.下列说法正确的是()

A．0～2s内，线圈中的感应电动势为0.04V

B．第3s内，线圈中的感应电流为0.8A

C．第5s内，线圈中的感应电流方向沿逆时针方向

D．0～2s内和3～5s内，通过线圈某横截面的电荷量之比为1∶2

2．[根据电磁感应定律选择图像]如图所示，A是一边长为l的正方形闭合线框，其总电阻为R，以恒定的速度v沿x轴运动，并穿过一宽度为3l的匀强磁场区域，运动过程中线框平面与磁场方向保持垂直，且线框前后两边与磁场的左右边界始终平行．若以x轴正方向作为力的正方向，以顺时针的电流方向作为感应电流的正方向，从线框在图示位置的时刻开始计时，此时线框右侧与磁场左边界的距离为l，则磁场对线框的作用力F及线框中的感应电流i随时间t的变化图像，在选项所示的图像中可能正确的是()

答案及解析

考点电磁感应中的电路问题

典例1如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一根长度大于2r的导线MN以速率v在圆环上无摩擦地从左端匀速滑到右端，回路中的定值电阻阻值为R，其余电阻不计．试求：

(1)MN从圆环左端滑到右端的过程中，电阻R上的电流的平均值及通过的电荷量；

(2)MN从圆环左端滑到右端的过程中，电阻R上的电流的最大值．

解析：整个回路等效电路图如图所示.

(1)从左端到右端磁通量的变化量大小ΔΦ＝BΔS＝Bπr2

从左端到右端的时间Δt＝eq\f(2r,v)

根据法拉第电磁感应定律，平均感应电动势eq\x\to