（优化方案）2016年高三物理大一轮复习 第九章　电磁感应 第三节电磁感应中的电路和图象问题

（优化方案）2016年高三物理大一轮复习 第九章　电磁感应 第三节电磁感应中的电路和图象问题内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 电磁感应中的电路和图象问题一、电磁感应中的电路问题1内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是 外电阻2电源电动势和路端电压(1)电动势：E En )路端电压：U 单选)如图所示，一个半径为 L 的半圆形硬导体 速度 v 在水平 强磁场的磁感应强度为 B，回路电阻为 圆形硬导体 r，其余电阻不计，则半圆形导体 割磁感线产生的感应电动势大小及 间的电势差分别为()A B2L DBL v2二、电磁感应中的图象问题1图象类型(1)随时间 t 变化的图象如 Bt 图象、t 图象 2、、Et 图象和 it 图象(2)随位移 x 变化的图象如 Ex 图象和 ix 图象2问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量(3)利用给出的图象判断或画出新的图象2.(单选)(2015泉州模拟)如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为 60的斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导体棒 直导轨放置，除电阻 R 的阻值外，其余电阻不计，导体棒 水平外力 F 作用下始终处于静止状态规定 ab 的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力 F 的正方向，则在 0t 3、 1时间内，选项图中能正确反映流过导体棒 电流 i 和导体棒 受水平外力 F 随时间 t 变化的图象是 ()高中物理资源下载平台世昌的博客 ：磁感应中的电路问题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就是电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等这种电源将其他形式的能转化为电能2对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成3解决电磁感应中电路问题的一般思路：(1)确定等效电源，利用 En 或 EBl 求感应电动势的大小，利用右手定则2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系 )，画出等效电路图(3)利用电路规律 4、求解主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解(2015石家庄质检)如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨 Q 被固定在水平面上，导轨间距 l0.6 m，两导轨的左端用导线连接电阻 理想电压表 V，电阻为 r2 的金属棒垂直于导轨静止在 ；右端用导线连接电阻 知 ，R 21 ，导轨及导线电阻均不计在矩形区域 有竖直向上的磁场，.2 m，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一水平向右的恒力 F，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变求：(1)t0.1 s 时电压表 5、的示数；(2)恒力 F 的大小；(3)从 t0 时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量思路点拨 (1)在 00.2 s 内，R 1、R 2和金属棒是如何连接的。 电压表示数等于感应电动势吗。 (2)电压表示数始终保持不变，说明金属棒做什么运动。 解析(1)设磁场宽度为 d在 00.2 s 的时间内，有 E t 1与金属棒并联后再与 并 R 21 1 2 U R 并 )金属棒进入磁场后，R 1与 r 串联，有I I 由于金属棒进入磁场后电压表的示数始终不变，所以金属棒做匀速运动，有高中物理资源下载平台世昌的博客 F .(3)在 00.2 s 的时间内有Q tR r 3EIREv 2 m/ s 6、0.1 EI t Q 总 QQJ.答案(1)(2)(3)J总结提升 (1)对等效于电源的导体或线圈，两端的电压一般不等于感应电动势，只有在其电阻不计时才相等(2)沿等效电源中感应电流的方向，电势逐渐升高1.(多选)如图所示，在一磁感应强度 B 的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距 h0.1 m 的平行光滑金属导轨 轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点 N、Q 之间连接一阻值 R 的电阻导轨上跨放着一根长为 L 0.2 m、电阻，与导轨正交放置，交点为 c、d 水平拉力作用下以速度 v4.0 m/s 向左做匀速运动时，下列说法正确的是 ()A金属棒 端点间的电势差为 B金属棒 端点间的电势 7、差为 C水平拉金属棒 力大小为 D回路中的发热功率为 解析：选 水平拉力作用下向左做匀速运动切割磁感线时， 产生的感应电动势 h v，由闭合电路欧姆定律可得，回路中产生的感应电流 I A，金属棒 到的安培力 F 安 ，要使金属棒 速运动，应有 FF 安 ，C 正确；该回路为纯电阻电路，则电路中的热功率 P 热 I 2(R，D 错误；金属棒 端点间的电势差等于 于 r 以 r V，A 错误，B 正确考点二电磁感应中的图象问题 1题型特点一般可把图象问题分为三类：(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量；(3)根据图象定量计算高中物理 8、资源下载平台世昌的博客 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、出磁场的转折点是解决问题的关键3解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是 Bt 图象还是 t 图象，或者是 Et 图象、It 图象等；(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、牛顿运动定律等规律写出函数关系式；(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)画出图象或判断图象(多选)(2015江西新余模拟)如图所示，在坐标系 ，有边长为 L 的正方形金属线框 一条对角线 y 轴重合、顶点 a 位 9、于坐标原点 O 处在 y 轴的右侧，在、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的 刚好完全重合，左边界与 y 轴重合，右边界与 y 轴平行t 0 时刻，线框以恒定的速度 v 沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿 abcda 方向的感应电流为正，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流 i、的电势差 时间 t 变化的图线是下图中的()审题点睛 观察 i(t 图象特点：分 t0t 和 t t 两段处理；v 2Lvi(U 正负问题：判断在 t 时电流方向是否改变；两段中的 i(最大值是否相解析在 d 点运动到 O 点过程中，切割磁感线，根据右手定则可以确定线框中电流方向为逆时针方向， 10、即正方向，电动势均匀减小到 0，则电流均匀减小到 0；然后 应电流的方向为顺时针方向，即负方向，电动势均匀减小到 0，则电流均匀减小到 0，故 A 正确， B 错误d 点运动到 O 点过程中，切割磁感线，当于电源，电流由 a 到 b，b 点的电势高于 a 点，的电势差 小等于电流乘 条边的电阻，并逐渐减小出磁场后，开始切割，相当于电源，电流由 b 到 a，的电势差 小等于电流乘 的电阻，并逐渐减小，故C 错误， D 正确故选 答案结提升 解决图象类选择题的最简方法分类排除法首先对题中给出的四个图象根据大小或方向变化特点分类，然后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 11、(均匀变化还是非均匀变化)，特别是用物理量的方向，排除错误选高中物理资源下载平台世昌的博客 ，此法最简捷、最有效2.(单选)(2015云南第一次检测)如图甲所示，线圈 定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈 所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是选项中的()解析：选 楞次定律知磁场增强，C 错由乙图知安培力不变，根据 F，B 增大，I 必减小，即电动势减小，故 B 的变化率减小，因此 A、B 错，D 正确真题剖析电磁感应电路与图象的综合问题(18 分)(2013高考广东卷)如图甲所示，在垂直于匀强磁场 B 的平面内，半径为 r 的金属圆盘绕过圆心 O 的轴转动，圆心 O 和边缘 K 通过电刷与一个电路连接电路中的 P 是加上一定正向电压才能导通的电子元件流过电流表的电流 I 与圆盘角速度 的关系如图乙所示，其中 和 均为直线，且 过坐标原点0 代表圆盘逆时针转动已知：R，B ，r0.2 m忽略圆盘、电流表和导线的电阻(1)根据图乙写出 ab、对应的 I 与 的关系式；(2)求出图乙中 b、c 两点对应的 P 两端的电压 c；(3)分别求出 ab、流过 P 的电流 其两端电压 关系式审题点睛 (1)审电路高中物理资源下载平台世昌的博客 (2)审图象该得的分一分不丢。 规 范 解 答 (1)由图象可知，在 I。