电磁感应和电路的分析、计算专题
电磁感应与电路问题-----高中物理模块典型题归纳(含详细答案)
电磁感应与电路问题-----高中物理模块典型题归纳（含详细答案）一、单选题1.如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中．一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦．在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()A.PQ中电流先增大后减小B.PQ两端电压先减小后增大C.PQ上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先减小后增大2.如图表示，矩形线圈绕垂直于匀强磁场磁感线的固定轴O以角速度w逆时针匀速转动时，下列叙述中正确的是（）A.若从图示位置计时，则线圈中的感应电动势e=E m sinwtB.线圈每转1周交流电的方向改变1次C.线圈的磁通量最大时感应电动势为零D.线圈的磁通量最小时感应电动势为零3.如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。
一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，不计导轨电阻，则（）A.通过电阻R的电流方向为P→R→MB.a、b两点间的电压为BLvC.a端电势比b端电势高D.外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热4.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则()A.环中产生的感应电动势均匀变化B.环中产生的感应电流均匀变化C.环中产生的感应电动势保持不变D.环上某一小段导体所受的安培力保持不变5.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。
在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为U a、U b、U c 和U d。
下列判断正确的是()A.U a＜U b＜U c＜U dB.U a＜U b＜U d＜U cC.U a＝U b＜U c＝U dD.U b＜U a＜U d＜U c6.如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经画出．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是()A.当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B.当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点为等电势点C.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D.当金属棒向左加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点7.在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动，如图所示。
(含答案解析)电磁感应中的电路问题
电磁感应中的电路问题一、基础知识 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，其余部分是外电路． 2、电源电动势和路端电压(1)电动势：E ＝Blv 或E ＝n ΔΦΔt .(2)路端电压：U ＝IR ＝E －Ir . 3、对电磁感应中电源的理解(1)电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题，可用右手定则或楞次定律判定．(2)电源的电动势的大小可由E ＝Blv 或E ＝n ΔΦΔt 求解．4、对电磁感应电路的理解(1)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能． (2)“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势． 5、解决电磁感应中的电路问题三步曲（1）确定电源．切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E ＝n ΔΦΔt 或E ＝Blv sin θ求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向．（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． 二、练习1、[对电磁感应中等效电源的理解]粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是( )答案 B解析 线框各边电阻相等，切割磁感线的那个边为电源，电动势相同均为Blv .在A 、C 、D 中，U ab ＝14Blv ，B 中，U ab ＝34Blv ，选项B 正确．2、如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a ，总电阻为R (指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A 铰链连接的长度为2a 、电阻为R2的导体棒AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两端的电压大小为( )A.Bav3B.Bav6C.2Bav3D ．Bav答案 A解析 摆到竖直位置时，AB 切割磁感线的瞬时感应电动势E ＝B ·2a ·(12v )＝Bav .由闭合电路欧姆定律得，U AB ＝ER 2＋R 4·R 4＝13Bav ，故选A. 3、如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l ＝1 m ，cd 间、de 间、cf 间分别接阻值为R ＝10 Ω的电阻．一阻值为R ＝10 Ω的导体棒ab 以速度v ＝4 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为B ＝0.5 T 、方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是( )A ．导体棒ab 中电流的流向为由b 到aB ．cd 两端的电压为1 VC ．de 两端的电压为1 VD ．fe 两端的电压为1 V 答案 BD解析 由右手定则可判知A 选项错；由法拉第电磁感应定律E ＝Blv ＝0.5×1×4 V ＝2 V ，U cd ＝R R ＋RE ＝1 V ，B 正确；由于de 、cf 间电阻没有电流流过，故U cf ＝U de ＝0，所以U fe＝U cd ＝1 V ，C 错误，D 正确．4、如图所示，MN 、PQ 是间距为L 的平行金属导轨，置于磁感应强度为B 、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M 、P 间接有一阻值为R 的电阻．一根与导轨接触良好、有效阻值为R2的金属导线ab 垂直导轨放置，并在水平外力F 的作用下以速度v 向右匀速运动，则(不计导轨电阻)( )A ．通过电阻R 的电流方向为P →R →MB ．a 、b 两点间的电压为BLvC ．a 端电势比b 端电势高D ．外力F 做的功等于电阻R 上产生的焦耳热 答案 C解析 由右手定则可知通过金属导线的电流由b 到a ，即通过电阻R 的电流方向为M →R →P ，A 错误；金属导线产生的感应电动势为BLv ，而a 、b 两点间的电压为等效电路路端电压，由闭合电路欧姆定律可知，a 、b 两点间电压为23BLv ，B 错误；金属导线可等效为电源，在电源内部，电流从低电势流向高电势，所以a 端电势高于b 端电势，C 正确；根据能量守恒定律可知，外力F 做的功等于电阻R 和金属导线产生的焦耳热之和，D 错误．5、如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L ，直导线MN 垂直跨在导轨上，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MN 一初速度，使导线MN 向右运动， 当电路稳定后，MN 以速度v 向右做匀速运动时( )A ．电容器两端的电压为零B ．电阻两端的电压为BLvC ．电容器所带电荷量为CBLvD ．为保持MN 匀速运动，需对其施加的拉力大小为B 2L 2vR答案 C解析 当导线MN 匀速向右运动时，导线MN 产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U ＝E ＝BLv ，所带电荷量Q ＝CU ＝CBLv ，故A 、B 错，C 对；MN 匀速运动时，因无电流而不受安培力，故拉力为零，D 错．6、如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd ，现将导体框分别朝两个方向以v 、3v 速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中( )A ．导体框中产生的感应电流方向相同B ．导体框中产生的焦耳热相同C ．导体框ad 边两端电势差相同D ．通过导体框截面的电荷量相同 答案 AD解析 由右手定则可得两种情况导体框中产生的感应电流方向相同，A 项正确；热量Q＝I 2Rt ＝(Blv R )2R ·l v ＝B 2l 3vR，可知导体框产生的焦耳热与运动速度有关，B 项错误；电荷量q ＝It ＝Blv R ·l v ＝Bl 2R，故通过截面的电荷量与速度无关，电荷量相同，D 项正确；以速度v 拉出时，U ad ＝14Blv ，以速度3v 拉出时，U ad ＝34Bl ·3v ，C 项错误．7、两根平行的长直金属导轨，其电阻不计，导线ab 、cd 跨在导轨上且与导轨接触良好，如图所示，ab 的电阻大于cd 的电阻，当cd 在外力F 1(大小)的作用下，匀速向右运动时，ab 在外力F 2(大小)的作用下保持静止，那么在不计摩擦力的情况下(U ab 、U cd 是导线与导轨接触间的电势差)( )A ．F 1>F 2，U ab >U cdB ．F 1<F 2，U ab ＝U cdC ．F 1＝F 2，U ab >U cdD ．F 1＝F 2，U ab ＝U cd答案 D解析 通过两导线电流强度一样，两导线都处于平衡状态，则F 1＝BIl ，F 2＝BIl ，所以F 1＝F 2，A 、B 错误；U ab ＝IR ab ，这里cd 导线相当于电源，所以U cd 是路端电压，U cd ＝IR ab ，即U ab ＝U cd ，故D 正确．8、把总电阻为2R 的均匀电阻丝焊接成一半径为a 的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a 、电阻等于R 、粗细均匀的金属棒MN 放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触．当金属棒以恒定速度v 向右移动经过环心O 时，求： (1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压U MN ； (2)圆环和金属棒上消耗的总热功率． 答案 (1)4Bav 3R ，从N 流向M 2Bav3(2)8B 2a 2v23R解析 (1)把切割磁感线的金属棒看成一个内阻为R 、电动势为E 的电源，两个半圆环看成两个并联的相同电阻，画出等效电路图如图所示． 等效电源电动势为E ＝Blv ＝2Bav 外电路的总电阻为R 外＝R 1R 2R 1＋R 2＝12R棒上电流大小为I ＝ER 外＋R ＝2Bav 12R ＋R ＝4Bav 3R电流方向从N 流向M .根据分压原理，棒两端的电压为U MN ＝R 外R 外＋R ·E ＝23Bav .(2)圆环和金属棒上消耗的总热功率为P ＝IE ＝8B 2a 2v 23R.9、如图4(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L ＝0.3 m ，导轨左端连接R ＝0.6 Ω的电阻，区域abcd 内存在垂直于导轨平面B ＝0.6 T 的匀强磁场，磁场区域宽D ＝0.2 m ．细金属棒A 1和A 2用长为2D ＝0.4 m 的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r ＝0.3 Ω.导轨电阻不计．使金属棒以恒定速度v ＝1.0 m/s 沿导轨向右穿越磁场．计算从金属棒A 1进入磁场(t ＝0)到A 2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R 的电流强度，并在图(b)中画出．解析 t 1＝Dv＝0.2 s在0～t 1时间内，A 1产生的感应电动势E 1＝BLv ＝0.18 V. 其等效电路如图甲所示． 由图甲知，电路的总电阻甲R 总＝r ＋rR r ＋R ＝0.5 Ω 总电流为I ＝E 1R 总＝0.36 A通过R 的电流为I R ＝I3＝0.12 AA 1离开磁场(t 1＝0.2 s)至A 2刚好进入磁场(t 2＝2Dv ＝0.4 s)的时间内，回路无电流，I R ＝0，乙从A 2进入磁场(t 2＝0.4 s)至离开磁场t 3＝2D ＋Dv＝0.6 s 的时间内，A 2上的感应电动势为E 2＝0.18 V ，其等效电路如图乙所示．由图乙知，电路总电阻R 总′＝0.5 Ω，总电流I ′＝0.36 A ，流过R 的电流I R ＝0.12 A ，综合以上计算结果，绘制通过R 的电流与时间关系如图所示．10、(2011·重庆理综·23)有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示．该机底面固定有间距为L 、长度为d 的平行金属电极．电极间充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R .绝缘橡胶带上镀有间距为d 的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻．若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U ，求： (1)橡胶带匀速运动的速率； (2)电阻R 消耗的电功率；(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功．答案 (1)U BL (2)U 2R (3)BLUd R解析 (1)设该过程产生的感应电动势为E ，橡胶带运动速率为v . 由：E ＝BLv ，E ＝U ，得：v ＝U BL. (2)设电阻R 消耗的电功率为P ，则P ＝U 2R.(3)设感应电流大小为I ，安培力为F ，克服安培力做的功为W . 由：I ＝U R ，F ＝BIL ，W ＝Fd ，得：W ＝BLUdR.。
9.高考物理第二章 专题强化 电磁感应中的电路、电荷量及图像问题
放在图示的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，圆环直径为l；长为l、 电阻为 2r的金属棒ab放在圆环上，且与圆环接触 良好，以速度v0向左匀速运动，当ab棒运动到图
示虚线位置(圆环直径处)时，金属棒两端的电势
差为
A.Blv0
√B.12Blv0
C.13Blv0
D.23Blv0
图7
1234
解析 切割磁感线的金属棒ab相当于电源，其电阻相当于电源内阻，当 运动到题图中虚线位置时，两个半圆金属环相当于并联，等效电路图如 图所示. 则 R 外＝R 并＝2r，I＝R外E＋2r＝Blrv0. 金属棒两端的电势差等于路端电压， 则 Uab＝IR 外＝Blrv0×2r＝12Blv0，B 正确.
√A.四个图中，图①中a、b两点间的
电势差最大
B.四个图中，图②中a、b两点间的
电势差最大
C.四个图中，图③中回路电流最大
图2
D.四个图中，图④中回路电流最小
解析 设线框的电阻为 R.题图①中：a、b 两点间的电势差等于外电压， 其大小为 U1＝34E1＝34B·2Lv＝32BLv，电流为 I1＝ER1＝2BRLv； 题图②中：a、b 两点间的电势差等于外电压的13，其大小为 U2＝41E2＝14B·2Lv ＝12BLv，电流为 I2＝2BRLv；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
2.(2019·北京四中高二下期中)如图2所示，一个匝数为n的正方形线圈， 边长为d，电阻为r.将其两端a、b与阻值为R的电阻相连接，其他部分电
阻不计.在线圈中存在垂直线圈平面向里的磁场区
域，磁感应强度B随时间t均匀增加，
ΔB Δt
＝k.则a、
针对训练1 (2019·龙岩一中期中)粗细均匀的电阻丝围成如图2所示的线
电磁感应中的电路、电荷量及图像问题(10大题型)(教师版)24-25学年高二物理同步(人教版选修二)
专项训练：电磁感应中的电路、电荷量及图像问题知识点1 电磁感应中的电路问题1、解题思路（1）确定电源：对于动生电动势，切割磁感线的部分导体相当于电源；对于感生电动势，放在磁场中的部分相当于电源，利用sin E Blv θ=、E nt∆Φ=∆求感应电动势的大小。
利用右手定则或楞次定律结合安培定则判断感应电流的方向。
（2）分析电路结构：分析内、外电路及外电路的串、并联关系，画出等效电路图。
（3）应用欧姆定律及串、并联电路的基本规律等列式求解。
【注】对于含电容器电路，知道电容器在电路中充、放电的原理，在稳定电路中相当于断路，可以通过对电路的分析，计算电容器两极板间的电压和充、放电的电荷量。
2、常用公式知识点2 感应电荷量的三种求解方法（1）穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，设在时间t ∆内通过导体横截面的电荷量为q ，则根据电流的定义式q I t =∆及法拉第电磁感应定律E n t ∆Φ=∆，得E n q I t t t n RR t R ∆Φ∆Φ=⋅∆=⋅∆=⋅∆=∆。
其中，n 为线圈的匝数，∆Φ为磁通量的变化量，R 为闭合回路的总电阻。
（2）导体棒做切割磁感线运动而产生感应电流时，通过导体的电荷量q 满足关系式：安培力的冲量I Bil t Blq =∆=安，根据动量定理得I I m v +=∆安其他，即0Blq I mv mv +=-其他。
【注】I Blq =安只适用于B 和l 的乘积保持不变的情况。
（3）用数学方法求感应电荷量，()q q i t =∆=∆∑∑。
即在i-t 图像中图线与横轴所围图形的面积在数值上等于感应电荷量。
知识点3 电磁感应中的图像问题1、考查类型电磁感应中的图像问题是高考的热点。
一般有①随时间变化的B-t 、E-t 、Φ-t 和I-t 图像。
②对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及随导体位移变化的E-x 、I-x 图像。
题型：①一般是由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，比如线框穿过有界磁场时的图像问题；②或由给定的图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量，比如由线框内磁场的 B-t 图像选择E-t 、i-t 、F-t 图像。
专题16 电磁感应中的电路问题(解析版)
专题16 电磁感应中的电路问题(解析版)电磁感应中的电路问题(解析版)电磁感应是电磁学中的重要概念，也是我们日常生活中常常遇到的现象。
在电磁感应中，涉及到很多与电路相关的问题。
本文将围绕电磁感应中的电路问题展开讨论，解析其中的关键概念和原理。
一、电磁感应简介电磁感应是指由于磁场的变化而在导体中产生感应电动势的现象。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场的磁通量发生变化时，穿过电路的感应电动势将产生导致电流的运动。
二、电路中的电磁感应问题在电路中，由于电磁感应的存在，会出现一系列问题需要解决。
其中包括以下两个重要方面：1. 阻抗和电感在电路中，电感是指导体中感应电流的产生和变化所产生的自感现象。
与电感相关的一个重要概念是阻抗，它是交流电路中的电阻和电感的综合表达。
当电磁感应作用下，电路的阻抗会发生变化，从而影响电流的流动。
2. 感应电动势和电路中的能量转化电磁感应中产生的感应电动势可以引发电路中的能量转化。
当磁场发生变化时，电磁感应会引发感应电动势，从而使电流在电路中产生。
这种能量转化可以用于各种电器设备的工作。
三、解析实例：电动车发电机原理为了更好地理解电磁感应中的电路问题，我们以电动车发电机为例进行解析。
在电动车发电机中，磁场的变化产生感应电动势，从而驱动发电机工作。
首先，通过燃料燃烧，发动机带动发电机转子旋转。
转子上的永磁体与固定的线圈之间产生磁场的变化，导致感应电动势产生。
感应电动势通过电路中的导线，形成感应电流，进而为电动车提供所需的电能。
电动车发电机中的电路问题值得我们深入研究。
在这个电路中，电流的大小和方向需要合理设置，以保证发电机正常工作。
同时，电路中的电阻、电感和阻抗等参数的选择也对电磁感应的效果产生重要影响。
四、应用领域及进一步研究的方向电磁感应中的电路问题在许多领域都有重要的应用，值得我们进一步研究和探索。
例如，在能源领域，电磁感应可以用于发电机、变压器等设备中，实现能源的转化和传输。
专题16 电磁感应中的电路问题(解析版)
专题十六 电磁感应中的电路问题基本知识点解决电磁感应电路问题的基本步骤：1．用法拉第电磁感应定律算出E 的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向：感应电流方向是电源内部电流的方向，从而确定电源正、负极，明确内阻r .2．根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路图．3．根据E ＝Blv 或E ＝n ΔΦΔt结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解．例题分析一、电磁感应中的简单电路问题例1 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L ＝0.4 m ，一端连接R ＝1 Ω的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B ＝1 T 。
导体棒MN 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。
导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。
在平行于导轨的拉力F 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v ＝5 m/s 。
(1)求感应电动势E 和感应电流I ；(2)若将MN 换为电阻r ＝1 Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U 。
(对应训练)如图所示，MN、PQ为平行光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)，MN、PQ 相距L＝50 cm，导体棒AB在两轨道间的电阻为r＝1 Ω，且可以在MN、PQ上滑动，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，整个装置放在磁感应强度为B＝1.0 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用外力F拉着AB棒向右以v＝5 m/s的速度做匀速运动。
求：(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向；(2)导体棒AB两端的电压U AB。
二、电磁感应中的复杂电路问题例2如图所示，ab、cd为足够长、水平放置的光滑固定导轨，导体棒MN的长度为L＝2 m，电阻r＝1 Ω，有垂直abcd平面向下的匀强磁场，磁感强度B＝1.5 T，定值电阻R1＝4 Ω，R2＝20 Ω，当导体棒MN以v＝4 m/s的速度向左做匀速直线运动时，电流表的示数为0.45 A，灯泡L正常发光。
专题五 电路与电磁感应 (2)——2023届高考物理大单元二轮复习讲重难
【例 1】答案：D 解析：A. 外壳不能使用金属材料，若使用金属材料外壳也会发生电磁感应，形成回路，消 耗能量，故 A 错误； B. 通过楞次定律结合右手螺旋法则，知电流由 d 流出，相当于电源正极， d 点电势高于 c 点，故 B 错误； C. 在送电线圈电压不变的情况下，增加送电线圈匝数不改变送电线圈的电流和周围的磁场， 不可以提高受电线圈的电压，故 C 错误； D. 根据电磁感应原理可知，接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同， 故 D 正确。
（1）解决电磁感应图象问题的一般步骤 ①明确图象的种类，即是 B t 图象还是 t 图象或者是 E t 图象、 I t 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、牛顿运动定律等写出函数关系式.平张号 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应用图象信息画图象、判断图象或讨论各物理量的变化。
（2） B t I t 如图 1，规定垂直纸面向里为磁场正方向，顺时针为电流正方向，根据 B t 图象画出 I t 图象，如图 2。
为方便记忆，我们设定：伸出右手，让大拇指指向磁场正方向，环绕四指，如果四指 环绕方向为线圈中电流正方向，则称为“B、I 二者满足右手”；若环绕方向为线圈中电流负 方向，则称为“B、I 二者不满足右手”。
专题五 电路与电磁感应 （2）
第十讲 电磁感应及应用
——2023届高考大单元二轮复习讲重难
一、核心思路
二、重点知识
1.“三定则、一定律”的应用 （1）安培定则：判断运动电荷、电流产生的磁场方向。 （2）左手定则：判断磁场对运动电荷、电流的作用力的方向。 （3）右手定则：判断部分导体切割磁感线产生感应电流的方向。 （4）楞次定律：判断闭合电路磁通量发生变化产生的感应电流的方向。 2.求感应电动势的两种方法 （1） E n ，用来计算感应电动势的平均值。
第64课时电磁感应中的电路和图像问题2025届高考物理一轮复习课件
高中总复习·物理
考法一
动生电动势的电路问题
【典例1】 （多选）如下图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩
具，它在飞起时能够持续发光。某同学对竹蜻蜓的电路做如下简化：
如下图乙所示，半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金
属轴O1O2以角速度ω逆时针匀速转动（俯视）。圆环上接有电阻均为r
的三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角。在圆环左半部分张
顺时针方向，为正值；3～4 s内，B的方向垂直纸面向外，B增大，Φ
增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，感应电流为正值，
A、B、C错误。由左手定则可知，在0～1 s内，bc边受到的安培力方向
水平向左，是正值，根据F＝IlB，可知安培力均匀增加，1～2 s内无感
应电流，bc边不受安培力，2～3 s，安培力方向水平向右，是负值且逐
A正确；根据左手定则可判断线框受到向左的安培力作用，向左加速
Δ
2 Δ
进入磁场，在t＝0时刻感应电动势大小E0＝n ＝ · ，由牛顿第二
Δ
2 Δ
0
0
定律得B0 L＝ma0，由题图丙可知在t＝0时刻线框的加速度a0＝ ，联
1
Δ
20
立解得 ＝
，故选项B正确；
3
Δ
0 1
2
4
Δ1
1
，根据闭合电路欧姆定律，有I1＝ ，且q1＝I1Δt1；在过
Δ2
程Ⅱ中，有E2＝
＝
Δ2
1
1
π 2 − π 2
2
4
＝
（′−）12π 2
（′−）12π 2
Δ2
2
高考物理二轮复习 第一部分 专题四 电磁感应与电路 第2讲 电路的分析与计算课件
[解析] 滑动头 P 自 a 端向 b 端滑动的过程中，滑动变阻器接 入电路的电阻减小，电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律 可得，干路电流增大，由 UR1＝IR1 可知 R1 两端电压即电压表 的示数变大，选项 A 错误；由 U＝E－Ir 可知路端电压 U 减小； 由 UR2＝U－UR1 可得 R2 两端的电压减小，又由 I2＝URR22可得流 过 R2 的电流变小，在干路电流增大的情况下，电流表的示数 将变大，选项 B 错误；电容器两端的电压变小，根据 C＝QU， 电容器所带电荷量将变少，选项 C 错误；由于 R2 两端的电压 变小，所以 a 点的电势变低，选项 D 正确．
(1)在上述题 1 中，若把电路图中的电压表改为直 接接在电源两端，其他条件不变，则在滑动变阻器滑动头 P 自 a 端向 b 端滑动的过程中，电压表示数如何变化？ 解析：若把电压表直接接在电源两端，则电压表测的是路端电
压，当滑动变阻器滑动头 P 自 a 端向 b 端滑动时，滑动变阻器 接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定 律 I＝RE总可得，干路电流增大，又由 U＝E－Ir 可知路端电压 U 减小，故电压表示数将减小． 答案：变小
1.(2015·武汉二模)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其 电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为 滑 动变 阻 器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表．在滑动变阻器 滑动头P自a端向b端滑动的过程中， 下列 说法中 正 确 的 是
( D) A．电压表示数减小 B．电流表示数减小 C．电容器C所带电荷量增多 D．a点的电势降低
―→
根据 U＝ E－ Ir判 断路端电压变化ห้องสมุดไป่ตู้
―→
根据串、并联电路 特点判断各部分电 路电流、电压的变 化
专题6电磁感应与电路的分析.doc
专题6 电磁感应与电路的分析（一）一、电路问题1．电路的动态分析(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分” (2)结论法：并同串反【1】在如图所示的电路中，当变阻器R 3的滑片P 向b 端移动时( ) A ．电压表的示数增大，电流表的示数减小 B ．电压表的示数减小，电流表的示数增大 C ．电压表和电流表的示数都增大 D ．电压表和电流表的示数都减小 2．电路中几种功率与电源效率问题【2】如图所示，E ＝8 V ，r ＝2 Ω，R 1＝8 Ω，R 2为变阻器接入电路中的有效阻值，问： (1)要使变阻器获得的电功率最大，则R 2的取值应是多大？这时R 2的功率是多大？(2)要使R 1得到的电功率最大，则R 2的取值应是多大？R 1的最大功率是多大？这时电源的效率是多大？(3)调节R 2的阻值，能否使电源以最大的功率E 24r输出？为什么？3．含容电路的分析与计算方法(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压；(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压和与其并联的电阻两端的电压相等；(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电． 【3】在如图所示的电路中，电容器C 1＝4.0 μF ，C 2＝3.0 μF ，电阻R 1＝8.0 Ω，R 2＝6.0 Ω．闭合开关S 1，给电容器C 1、C 2充电，电路达到稳定后，再闭合开关S 2，电容器C 1的极板上所带电荷量的减少量与电容器C 2的极板上所带电荷量的减少量之比是16∶15．开关S 2闭合时，电流表的示数为1.0 A ．求电源的电动势和内阻．4．交变电流与交变电路问题【4】一气体放电管两电极间的电压超过500 3 V 时就会因放电而发光．若在它发光的情况下逐渐降低电压，则要降到 500 2 V 时才会熄灭．放电管的两电极不分正负．现有一正弦交流电源，其输出电压的峰值为1000 V ，频率为50 Hz ．若用它给上述放电管供电，则在一小时内放电管实际发光的时间为( ) A ．10 min B ．25 min C ．30 min D ．35 min★拓展：如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C 为电容器．已知通过R 1的正弦交变电流如图乙所示，则[2009年高考·四川理综卷]( )甲 乙A ．交变电流的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大值为200 2 VC ．电阻R 2的电功率约为6.67 WD ．通过R 3的电流始终为零【5】某种发电机的内部结构平面图如图甲所示，永磁体的内侧为圆柱面形，磁极之间上下各有圆心角θ＝30°的扇形无磁场区域，其他区域两极与圆柱形铁芯之间的窄缝间形成B ＝0.5 T 的磁场．在窄缝里有一个如图乙所示的U 形导线框abcd ．已知线框ab 和cd 边的长度均为L 1＝0.3 m ，bc 边的长度L 2＝0.4 m ，线框以ω＝500π3rad/s 的角速度顺时针匀速转动．(1)从bc 边转到图甲所示的H 侧磁场边缘时开始计时，求t ＝2×10－3 s 时刻线框中感应电动势的大小；画出a 、d 两点的电势差U ad 随时间t 变化的关系图象．(感应电动势的结果保留两位有效数字，U ad 的正值表示U a ＞U d )(2)求感应电动势的有效值．甲 乙二、电磁感应规律的综合应用1．感应电路中电动势、电压、电功率的计算【1】如图所示，水平放置的U形金属框架中接有电源，电源的电动势为E，内阻为r．现在框架上放置一质量为m、电阻为R的金属杆，它可以在框架上无摩擦地滑动，框架两边相距L，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向上．ab杆受到水平向右的恒力F后由静止开始向右滑动，求：(1)ab杆由静止启动时的加速度．(2)ab杆可以达到的最大速度v m．(3)当ab杆达到最大速度v m时，电路中每秒放出的热量Q．2．电磁感应中的图象问题【2】青藏铁路上安装的一种电磁装置可以向控制中心传输信号，以确定火车的位置和运动状态，其原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示(俯视图)．当它经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心．线圈边长分别为l1和l2，匝数为n，线圈和传输线的电阻忽略不计．若火车通过线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号u与时间t的关系如图乙所示(ab、cd为直线)，t1、t2、t3、t4是运动过程的四个时刻，则下列说法正确的是()A．火车在t1～t2时间内做匀加速直线运动B．火车在t3～t4时间内做匀减速直线运动C．火车在t1～t2时间内的加速度大小为U 2－U1nBl1(t2－t1)D．火车在t3～t4时间内的平均速度的大小为U3＋U4nBl1★拓展：强度相等的匀强磁场分布在直角坐标的四个象限里，方向如图甲所示，有一闭合扇形线框OMN，以角速度ω绕O点在Oxy平面内匀速转动，在它旋转一圈后的过程中（从图示位置开始计时）它的感应电动势与时间的关系图线是图乙中哪一个？（）3．电磁感应中的动力学、功能问题电磁感应中，通有感应电流的导体在磁场中将受到安培力的作用，因此电磁感应问题往往和力学、运动学等问题联系在一起．电磁感应中的动力学问题的解题思路如下：【3】如图所示，光滑斜面的倾角为θ，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长为l1，bc边的长为l2，线框的质量为m、电阻为R，线框通过细线与重物相连，重物的质量为M，斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场(磁场宽度大于l2)，磁感应强度为B．如果线框从静止开始运动，且进入磁场的最初一段时间是做匀速运动，则()A．线框abcd进入磁场前运动的加速度为Mg－mg sin θmB．线框在进入磁场过程中的运动速度v＝(Mg－mg sin θ)RB2l12C．线框做匀速运动的时间为B2l12l2(Mg－mg sin θ)RD．该过程产生的焦耳热Q＝(Mg－mg sin θ)l1【4】如图所示，虚线右侧为一有界的匀强磁场区域，现有一匝数为n、总电阻为R的边长分别为L和2L的闭合矩形线框abcd，其线框平面与磁场垂直，cd边刚好在磁场外(与虚线几乎重合)．在t＝0时刻磁场开始均匀减小，磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝B0－kt．(1)试求处于静止状态的线框在t＝0时刻其ad边受到的安培力的大小和方向．(2)假设在t1＝B02k时刻，线框在如图所示的位置且具有向左的速度v，此时回路中产生的感应电动势为多大？(3)在第(2)问的情况下，回路中的电功率是多大？专题6 电磁感应与电路的分析（二）1．如图所示，L 1、L 2、L 3为三个完全相同的灯泡，L 为直流电阻可忽略的自感线圈，电源的内阻不计，开关S 原来接通．当把开关S 断开时，下列说法正确的是( )A ．L 1闪一下后熄灭B ．L 2闪一下后恢复到原来的亮度C ．L 3变暗一下后恢复到原来的亮度D ．L 3闪一下后恢复到原来的亮度2．在如图甲所示的电路中，灯泡A 和灯泡B 原来都正常发光．现在突然发现灯泡A 比原来变暗了些，灯泡B 比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是( )A ．R 3断路B ．R 1短路C ．R 2断路D ．R 1、R 2同时短路3．如图所示，M 是一小型理想变压器，接线柱a 、b 接在电压u ＝311sin 314t (V)的正弦交变电源上．变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R 2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，显示通过R 1的电流，电压表显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R 3为一定值电阻．当传感器R 2所在处出现火警时(R 2阻值变小)，以下说法中正确的是( )A ．的示数不变，的示数增大B ．的示数增大，的示数减小C ．的示数增大，的示数增大D ．的示数不变，的示数不变4．在如图甲所示的电路中，电源电动势E 恒定，内阻r ＝1 Ω，定值电阻R 3＝5 Ω．当开关S 断开与闭合时，ab 段电路消耗的电功率相等，则以下说法中正确的是( )A ．电阻R 1、R 2可能分别为4 Ω、5 ΩB ．电阻R 1、R 2可能分别为3 Ω、6 ΩC ．开关S 断开时电压表的示数一定大于S 闭合时的示数D ．开关S 断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电 流表的示数变化量大小之比一定等于6 Ω 5．一导线弯成如右图所示的闭合线圈，以速度v 向左匀速进入磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外。
电磁感应解题技巧及练习
电磁感应专题复习（重要）基础回顾（一）法拉弟电磁感应定律1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比E＝nΔΦ/Δt（普适公式）当导体切割磁感线运动时，其感应电动势计算公式为E＝BLVsinα2、E＝nΔΦ/Δt与E＝BLVsinα的选用①E＝nΔΦ/Δt计算的是Δt时间内的平均电动势，一般有两种特殊求法ΔΦ/Δt=BΔS/Δt即B不变ΔΦ/Δt=SΔB/Δt即S不变② E＝BLVsinα可计算平均动势，也可计算瞬时电动势。
③直导线在磁场中转动时，导体上各点速度不一样，可用V平=ω（R1+R2）/2代入也可用E＝nΔΦ/Δt 间接求得出 E＝BL2ω/2（L为导体长度，ω为角速度。
）（二）电磁感应的综合问题一般思路：先电后力即：先作“源”的分析--------找出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r。
再进行“路”的分析-------分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相应部分的电流大小，以便安培力的求解。
然后进行“力”的分析--------要分析力学研究对象（如金属杆、导体线圈等）的受力情况尤其注意其所受的安培力。
按着进行“运动”状态的分析---------根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型。
最后是“能量”的分析-------寻找电磁感应过程和力学研究对象的运动过程中能量转化和守恒的关系。
【常见题型分析】题型一楞次定律、右手定则的简单应用例题（2006、广东）如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为L0 、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于o点，悬点正下方存在一个弧长为2 L0、下弧长为2 d0、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0 远小于L先将线框拉开到图示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，下列说法中正确的是A、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→B、金属线框离开磁场时感应电流的方向a→d→c→b→C、金属线框d c边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D、金属线框最终将在磁场内做简谐运动。
高中物理电磁感应的电路方程解题方法
高中物理电磁感应的电路方程解题方法电磁感应是物理学中的重要概念，也是高中物理中的重要内容之一。
在学习电磁感应时，我们经常会遇到需要解题的情况。
本文将介绍一些解决电磁感应电路题目的方法，并通过具体题目的分析和说明，帮助读者更好地理解和掌握这些解题技巧。
一、电磁感应电路的基本方程在解决电磁感应电路题目时，首先要了解电磁感应现象的基本方程。
根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，电路中会产生感应电动势。
根据基尔霍夫电压定律，电路中的电动势之和等于电阻电压之和。
因此，我们可以得到电磁感应电路的基本方程：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，Φ表示磁通量，t表示时间。
二、解题方法1. 确定电路中的电动势在解决电磁感应电路题目时，首先要确定电路中的电动势。
根据电磁感应的原理，电动势可以由磁通量的变化率来表示。
因此，我们需要找到磁通量的变化情况，并求导得到电动势。
例如，有一个线圈在匀强磁场中转动，题目要求求解转动过程中线圈两端的感应电动势。
我们可以根据线圈的转动角速度和磁场的强度来确定磁通量的变化率，然后求导得到感应电动势。
2. 应用基尔霍夫电压定律在解决电磁感应电路题目时，我们可以应用基尔霍夫电压定律来分析电路中的电压分布情况。
根据基尔霍夫电压定律，电路中的电动势之和等于电阻电压之和。
例如，有一个电路中包含一个电阻和一个感应电动势源，题目要求求解电路中的电流大小。
我们可以将电路中的电动势和电阻电压写成方程，然后求解这个方程，得到电流大小。
3. 利用欧姆定律和电路分析法在解决电磁感应电路题目时，我们可以利用欧姆定律和电路分析法来解决问题。
根据欧姆定律，电流等于电压除以电阻。
根据电路分析法，我们可以根据电路中的电流和电压关系，通过列方程并求解，得到所需的结果。
例如，有一个电路中包含一个感应电动势源和一个电阻，题目要求求解电路中的电流大小。
我们可以利用欧姆定律，将电流表示为电压除以电阻，然后将电压和电阻代入方程，求解电流大小。
课件2：专题九 电磁感应中的电路和图象问题
反思总结 电磁感应电路的几个等效问题
即学即练1 粗细均匀的电阻丝围成图2所示的线框， 置于正方形有界匀强磁场中，磁感强度为B，方向 垂 直 于 线 框 平 面 ， 图 中 ab ＝ bc ＝ 2cd ＝ 2de ＝ 2ef ＝ 2fa＝2L.现使线框以同样大小的速度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，则线框在通过如图所示 位置时，下列说法中正确的是 ( )．
A．ab两点间的电势差图①中最大 B．ab两点间的电势差图②中最大 C．回路电流图③中最大 D．回路电流图④中最小
图2
解析 设 ab 段电阻为 r，图①中 ab 两点间的电势差 U ＝3Ir，图②中 ab 两点间的电势差 U＝Ir，图③中 ab 两点间的电势差 U＝12Ir，图④中 ab 两点间的电势差 U ＝Ir，所以 ab 两点间的电势差，图①中最大，选项 A 正确、B 错误；回路电流图③中最小，其他回路电流 相等，选项 C、D 错误．
解析 设∠bac＝2θ，MN 以速度 v 匀速运动，导体棒
单位长度的电阻为 R0.经过时间 t，导体棒的有效切割 长度 L＝2vttan θ，感应电动势 E＝BLv＝2Bv2ttan θ，
回路的总电阻 R＝(2vttan θ＋c2ovs tθ)R0，回路中电流 i
＝ER＝1＋sBin1v
.故 θR0
图7
(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动？ (2)若m＝0.5 kg，L＝0.5 m，R＝0.5 Ω，磁感应强度 B为多大？ (3)由v F图线的截距可求得什么物理量？其值为多 少？
解析 (1)因受外力(不变)和安培力(与 F 反向，且逐渐
增大)的作用，做变速运动(或变加速运动、加速度减
小的加速运动、加速运动)．
课件5：专题九 电磁感应中的电路和图象问题
一题一得 解决本题的关键是将电磁感应与电路的分析
与计算结合起来，弄清电路结构，应用电路的相关规律求解．
迁移训练1 如图9－3－7甲所示，水平放置的两根平行金属 导轨(不计电阻)，间距L＝0.3 m，导轨左端连接R＝0.6 Ω的电 阻．区域abcd内存在垂直于导轨平面B＝0.6 T的匀强磁场，磁 场区域宽D＝0.2 m，细金属棒A1和A2用长为2D＝0.4 m的轻质 绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直．每根金属棒 在导轨间的电阻均为r＝0.3 Ω，导轨电阻不计．使金属棒以恒 定速度v＝1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场．计算从金属棒A1进入 磁场(t＝0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电 流强度，并在图9－3－7乙中画出．
答案 CD
一题一得
用图象的斜率来分析，根据线圈中感应电流的方向来判断 线圈所在处的磁场的变化率，再反过来应用图象的变化率来判 断感应电流的方向，这个方法很重要．它说明了感应电流的方 向只与磁场的变化率有关，而与磁场的磁感应强度的大小和方 向无关，就像速度与位移的大小和方向无关，只与位移的变化 率有关一样．
例2 (多选)如图9－3－8甲所示，一个闭合线圈固定在垂直 纸面的匀强磁场中，设磁场方向向里为磁感应强度B的正方向， 线圈中的箭头(顺时针)为电流I的正方向．线圈及线圈中感应电 流I随时间变化的图线如图9－3－8 乙所示，则磁感应强度B随 时间变化的图线可能是( )
图 9－3－8
解析 依题意，根据感应电流的图象，可知线圈中开始的 感应电流的大小不变，由法拉第电磁感应定律可知原磁场是均 匀变化的；又线圈中开始的电流是逆时针方向，感应电流的磁 场是垂直于纸面向外的，若原磁场是垂直于纸面向里的，由楞 次定律可知原磁场应是加强的，并且在 B－t 图象上的斜率为正 值．经过T4后，感应电流反向，说明原磁场是减弱的，图象的 斜率为负值，再过T2，图象的斜率为正值．所以选项 C、D 正 确．
高中物理之电磁感应解题技巧及相应例题
逐渐增加时，则cd中电流的方向（ ）
A．无电流产生
B．由d向C C．由C向d D．B、C两情况都有可能
· ·×·×·×·· · · · × ×·×··
解析：
①判断线框所在位置的磁场（原磁场）方向：垂直纸面向外
②判断原磁场磁通量的变化：变大
③判断线框内部感应电流磁场的方向：垂直纸面外里
④由安培定则判断感应电流的方向：由d向C
电磁感应现象
产生感应电流的条件
感应电动 磁通量 感应电流（电
势的大小
动势）的方向
E n
t
BS cos 楞次定律
E Blv sin
应用
右手定则
1
1.磁通量:
1）定义:磁感应强度B与垂直磁场的回路 面积S的乘积.公式为Φ=BS
注意:如果面积S与B不垂直, 如图所示,则应以B乘以在垂 直磁场方向上的投影面积S＇, 即Φ=BS＇=BSsinα
36
楞次定律练习
I
37
例与练
9、如图所示,导线框abcd与导线AB在同一
平面内,直导线中通有恒定电流I,当线框由左向右匀速通
过直导线过程中,线框中感应电流的方向是 A．先abcda,再dcbad,后abcda
D
B．先abcda,再dcbad
C．始终是dcbad D．先dcbad,再abcda,后dcbad
22
一、电磁感应与电路规律的综合
• 问题的处理思路 • 1、确定电源:产生感应电动势的那部分导体
或电路就相当于电源，它的感应电动势就 是此电源的电动势，它的电阻就是此电源 的内电阻。根据法拉第电磁感应定律求出 感应电动势，利用楞次定律确定其正负极. • 2、分析电路结构,画等效电路图. • 3、利用电路规律求解,主要有欧姆定律，串 并联规律等.
高中物理精品课件： 专题 电磁感应中的电路、电荷量问题
5、若n匝线框变速进入磁场？a
E aD
学生活动一：
如图，边长为L 的n匝正方形金属金属线圈abcd置 于垂直线圈平面的匀强磁场中，线圈总电阻为R， 用导线e、f连接一阻值也为R的电阻。磁场强度B 随时间的变化关系如图所示，正方向为垂直线圈 平面向外。
1、在2t1-3t1时间内，e、f哪端电势高？ 2、在0-t1时间内，通过电阻R的电荷量？
应用:
如图，边长为L 的n匝正方形金属金属线圈abcd置 于垂直线圈平面的匀强磁场中，线圈总电阻为R， 用导线e、f连接一阻值也为R的电阻。磁场强度B 随时间的变化关系如图所示，正方向为垂直线圈 平面向外。
3、在0-2t1时间内，通过电阻R的电荷量？ 4、在t1-3t0
Br 2
2
Br 2
E n n
t
2
3nBr 2
6
(2)通过导线横截面的电荷量是多少？
Q
It
E
t
n
t
t
n
n
Br 2
R
R
R
2R
2、线框进入磁场时通过横截面的电荷时q.
3、离开磁场时？
F CB
a E aD
思考:
❖ 一正方形线框边长为L，以速度v匀速穿过如图 匀强磁场，正方形的边长小于磁场宽度，每条 边电阻都为R。
1、当CD边刚进入磁场，整个线框进入磁场，CD边 刚离开时，试分析CD两点间的电压U。
2、线框进入磁场时通过横截面的电荷时q.
浙江高考（2022年1月）: 学生活动二：
浙江高考（2022年1月）:
浙江高考（2021年1月）:
某登月飞船正在月表 着陆，模型简化如图： 飞船内的装置金属船 舱、金属导轨、永磁 体固定在一起，向下 运动，已知船舱电阻 为3r。静止在地上的 “∧”型线框其7条边 的边长均为L，电阻均 为r。 试画出等效电路。
2021届高考物理二轮复习专题四 电路与电磁感应(考点+习题)含解析
专题四电路与电磁感应1.恒定电流(1)闭合电路中的电压、电流关系:E=U外+U内,I=,U=E-Ir。
(2)闭合电路中的功率关系:P总=EI,P内=I2r,P出=IU=I2R=P总-P内。
(3)直流电路中的能量关系:电功W=qU=UIt,电热Q=I2Rt。
(4)纯电阻电路中W=Q,非纯电阻电路中W>Q。
2.电磁感应(1)判断感应电流的方向:右手定则和楞次定律(增反减同、来拒去留、增缩减扩)。
(2)求解感应电动势常见情况与方法(3)自感现象与涡流自感电动势与导体中的电流变化率成正比,线圈的自感系数L跟线圈的形状、长短、匝数等因素有关系。
线圈的横截面积越大,线圈越长,匝数越多,它的自感系数就越大。
带有铁芯的线圈其自感系数比没有铁芯时大得多。
3.交变电流(1)交变电流的“四值”①最大值:为U m、I m,即交变电流的峰值。
②瞬时值:反映交变电流每瞬间的值,如e=E m sinωt。
③有效值:正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系为E=、U=、I=;非正弦式交变电流的有效值可以根据电流的热效应来求解。
计算交变电流的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值。
④平均值:反映交变电流的某物理量在t时间内的平均大小,如平均电动势E=n。
(2)理想变压器的基本关系式①功率关系:P入=P出;②电压关系:=;③电流关系:=。
(3)远距离输电常用关系式(如图所示)①功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P线+P3。
②电压损失:U损=I2R线=U2-U3。
③输电电流:I线===。
④输电导线上损耗的电功率:P损=I线U损=R线=R线。
高考演练1.(2019江苏单科,1,3分)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10,当输入电压增加20 V时,输出电压()A.降低2 VB.增加2 VC.降低200 VD.增加200 V答案D依据理想变压器原、副线圈的电压比与匝数比关系公式可知,=,则ΔU 2=ΔU1,得ΔU2=200 V,故选项D正确。
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主编
QG
专题4 电磁感应和电路的分析、计算
名师诊断 对点集训
专案突破 决胜高考
【考情报告】
对点集训 决胜高考
1选择题 1选择题
2非选择题 2非选择题
【考向预测】
从近三年高考考点分布来看,本专题的内容考查频率比较高,特别是 电磁感应部分,每年必考.对电路的考查则经常是与实验考查相结合, 对串并联电路考查深度较浅,对交流电的考查相对来说较少且偏易. 对电磁感应的考查则相对来说难度偏大,且经常与其他知识点进行
1选择题 1选择题
2非选择题 2非选择题
=4 V,电流最大值为2 A,电流的有效值为 2A,线圈消耗的电功率P
=I2R=( 2 )2×2 W=4 W,所以A、C选项正确,B选项错误;从电动势最
4
大值等于4
V可知,穿过线圈磁通量的最大值为Φm=BS=
Em n
=
2 T
=
2T
,
所以D选项错误.
【答案】AC
4.(2012年高考·海南物理卷)如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂 在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环 经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力 分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则 ( )
A.T1>mg,T2>mg
B.T1<mg,T2<mg
C.T1>mg,T2<mg D.T1<mg,T2>mg
对点集训 决胜高考
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3.(2012年高考·新课标全国卷)如图,一载流长直导线和一矩形导线 框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平 行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线 框中的感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水 平向左、后水平向右.设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i 随时间t变化的图线可能是 ( )
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综合考查,不仅考查考生对基础知识和基本规律的掌握,还考查考生 对基础知识和基本规律的理解和应用.
对本专题知识点的考查,新课标全国高考试题常以选择题的形式出 现,但在其他省区高考试题中也有以计算题的形式出现的.如2012年 福建理综卷第14题、山东理综卷第18题和重庆理综卷的第15题等, 都是以选择题的形式对本专题知识点进行考查;如2012年浙江理综 卷第25题、江苏物理卷第13题和天津理综卷第11题等,都以计算题 的形式对本专题知识点进行考查,且与其他知识点相结合.
A.线圈接在了直流电源上
B.电源老师的不同
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【解析】“跳环实验”的原理是接通电源时金属环回路内磁通量 突然增加使金属环产生感应电流而受向上的安培力导致环跳起, 线圈接在了直流电源上、 电源电压过高、所选线圈的匝数过多 这些因素都不会影响接通电源时金属环回路内磁通量增加,相反 电源电压更高、所选线圈的匝数更多只会导致磁通量增加得更 快,产生的感应电流更大,实验现象更明显,但所用套环的材料如果 是绝缘的或质量太大,则实验中没电流或因为重力过大跳不起来.
C.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cos
2 T
t
D.任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=
T
sin
2 T
t
【解析】线圈在磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动,从线圈平面
与磁场方向平行开始计时,则感应电动势的表达式为e=nBSωcos
(
2 T
t),当线圈转过60°时感应电流为1
A,
则感应电动势最大值为Em
对点集训 决胜高考
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【解析】由安培定则知线框中感应电流的磁场方向为垂直纸面向 里;由楞次定律知长直导线中的电流应正向减小或反向增大;结合 线框左侧导线与长直导线电流同向时吸引,反向时排斥可知正确 选项为A.
【答案】A
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【解析】从能量角度根据楞次定律(来拒去留)可判定环在磁铁上 端附近和下端附近均受到向上的作用力.根据牛顿第三定律,环在 磁铁上端附近和下端附近磁铁均受到向下的作用力,致使细线张 力增大,且大于磁铁重力,所以A选项正确.
【答案】A
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5.(2012年高考·北京理综卷)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环 实验”.如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起 来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬 间,套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路, 经重复试验,线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验,下列四个选 项中,导致套环未动的原因可能是 ( )
预计在2013年高考中对本专题知识的考查一种可能是浅而全的综
合考查,主要以选择题形式出题;另一种可能是与其他知识点进行综
合考查,突出考查电磁感应、电路等部分内容.
对点集训 决胜高考
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【知能诊断】 1.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到 电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接两只相 同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表 、 和理想 交流电流表 、 ,导线电阻不计,如图所示.当开关S闭合后 (
)
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A. 示数变大, 与 示数的比值不变
B. 示数变小, 与 示数的比值变小
C. 示数变小, 与 示数的比值变大
D. 示数不变, 与 示数的比值不变
【解析】当S闭合后,负载增加,变压器输入电功率增加,所以 读 数变大,原、副线圈两端电压之比和电流之比都是与原、副线圈 匝数相关,与输入功率大小无关,所以A选项正确、B选项错误;对于 理想变压器来说, 示数不会因负载增加而改变,所以C选项错误 、D选项正确.
【答案】AD
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2.如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴O1O2 垂直于磁场方向,线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开 始计时,线圈转过60°时的感应电流为1 A.那么 ( )
A.线圈消耗的电功率为4 W
B.线圈中感应电流的有效值为2 A