2019年高考物理大一轮复习微专题13电磁感应中的电路和图象问题学案新人教版

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1、微专题13电磁感应中的电路和图象问题电磁感应中的电路问题1．题型简述：在电磁感应问题中，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，该部分导体或线圈与其他电阻、灯泡、电容器等用电器构成了电路．在这类问题中，常涉及计算感应电动势大小、计算导体两端电压、通过导体的电流、产生的电势等．2．解决电磁感应中电路问题的“三部曲”注意“等效电源”两端的电压指的是路端电压，而不是电动势或内压降．(2017·江苏卷)如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻．质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀

2、强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：(1)MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I；(2)MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a；(3)PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P.解析：(1)MN刚扫过金属杆时，金属杆的感应电动势E＝Bdv0①回路的感应电流I＝②由①②式解得I＝③(2)金属杆所受的安培力F＝Bid④由牛顿第二定律得，对金属杆F＝ma⑤由③

3、④⑤式得a＝⑥(3)金属杆切割磁感线的相对速度v′＝v0－v⑦感应电动势E＝Bdv′⑧感应电流的电功率P＝⑨由⑦⑧⑨式得P＝⑩答案：(1)　(2)　(3)本题的关键在于导体切割磁感线产生电动势E＝Blv，切割的速度(v)是导体与磁场的相对速度，分析这类问题，通常是先电后力，再功能．(2015·北京卷)如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L＝0.4m一端连接R＝1Ω的电阻．导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1T．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．

4、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＝5m/s.求：(1)感应电动势E和感应电流I；(2)在0.1s时间内，拉力的冲量If的大小；(3)若将MN换为电阻r＝1Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U.解析：(1)根据感应电动势公式得E＝BLv＝1T×0.4m×5m/s＝2V故感应电流I＝＝＝2A(2)金属棒在匀速运动过程中，所受的安培力大小为F安＝BIL＝0.8N.因匀速直线运动，所以导体棒所受拉力F＝F安＝0.8N所以拉力的冲量IF＝F·t＝0.8N×0.1s＝0.08N·s(3)其它条件不变，则有

5、电动势E＝2V由全电路的欧姆定律I′＝＝1A导体棒两端电压U＝I′R＝1V.答案：(1)E＝2．0V　I＝2．0A　(2)If＝0.08(N·S)　(3)U＝1V1．(2018·湖北黄冈中学调研)(多选)如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于光滑金属导轨平面向外，导轨左右两端电路所在区域均无磁场分布．垂直于导轨的导体棒接入电路的长度为L、电阻为R0，在外力作用下始终以速度v0从左向右做匀速直线运动．小灯泡电阻为2R0，滑动变阻器总阻值为4R0，图示状态滑片位于a、b的正中间位置，此时位于平行板电容器中P处的带电油滴恰好处于静

6、止状态．电路中其余部分电阻均不计，各接触处都接触良好，且导轨足够长，则下列判断正确的是(　　)A．油滴带负电B．图示状态下，Δt时间内流过小灯泡的电荷量为C．若将滑动变阻器的滑片向b端移动，则小灯泡将变暗D．若将电容器上极板竖直向上移动少许距离，同时将下极板接地，其余条件均不变，则油滴电势能将增加，且P点电势将降低解析：选BC　根据右手定则判断知下极板为正极板，故油滴带正电，选项A错误；导体棒的感应电动势大小为E＝BLv0，流过小灯泡的电流大小为I＝×，Δt时间内流过小灯泡的电荷量为Q＝I·Δt，解得Q＝，选项B正确；根据动态电路

7、分析知，小灯泡两端电压减小，故小灯泡变暗，选项C正确；将上极板向上移动少许距离，极板间电压一定，由于d变大，则场强E变小，正极板与P点间电势差变小，故φp增大，Ep增大，选项D错误．2．(2017·哈尔滨期中)(多选)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2．螺线管导线电阻r＝1Ω，R1＝4Ω，R2＝5Ω，C＝30μF.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．则下列说法中正确的是(　　)A．螺线管中产生的感应电动势为1．2VB．闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C

8、．电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5×10－2WD．S断开后，通过R2的电荷量为1．8×10－5C解析：选AD　由法拉第电磁感应定律可得，螺线管内产生的电动势为：E＝nS＝1500××20×10－4V＝1．2V，故A正确；根据楞次定律，当穿过