高考物理电磁感应精讲精练电磁感应的综合应用之电路问题学案

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1、电磁感应的综合应用之电路问题一、电磁感应中的电路问题1．电源和电阻2．电流方向在外电路，电流由高电势流向低电势；在内电路，电流由低电势流向高电势．1．判断正误(1)闭合电路的欧姆定律同样适用于电磁感应电路．(√)(2)“相当于电源”的导体棒两端的电压一定等于电源的电动势．(×)(3)闭合电路中电流一定从高电势流向低电势．(×)(4)在有安培力的作用下，导体棒不能做加速运动．(×)(5)电磁感应中求焦耳热时，均可直接用公式Q＝I2Rt.(×)(6)电路中的电能增加，外力一定克服安培力做了功．(√)2．如图所示，两

2、个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的一半，磁场垂直穿过粗金属环所在的区域，当磁感应强度均匀变化时，在粗环内产生的电动势为E，则ab两点间的电势差为(　　)A.　　　B．C.D．E解析：选C.粗环相当于电源，细环相当于负载，ab间的电势差就是等效电路的路端电压．粗环电阻是细环电阻的一半，则路端电压是电动势的，即Uab＝.考点一　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

3、源电动势和路端电压(1)电动势：E＝Blv或E＝n.(2)路端电压：U＝IR＝E－Ir＝·R.1．如图所示，用相同导线制成的边长为L或2L的4个单匝闭合回路，它们以相同的速度先后垂直穿过正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，区域宽度大于2L，则进入磁场过程中，电流最大的回路是(　　)A．甲　　B．乙C．丙D．丁解析：选C.线框进入磁场过程中，做切割磁感线运动，产生的感应电动势E＝Bdv，根据电阻定律可知，线框的电阻R＝ρ，由闭合电路欧姆定律可知，回路中的感应电流I＝，联立以上各式有I＝·，所以线框切割磁感线

4、的边长d越长，总长度L越短，其感应电流越大，对照4种图形可知，C正确．2．(多选)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＝1m，cd间、de间、cf间分别接阻值为R＝10Ω的电阻．一阻值为R＝10Ω的导体棒ab以速度v＝4m/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＝0.5T、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1VC．de两端的电压为1VD．fe两端的电压为1V解析：选BD.由右手定则可判知

5、A错误；由法拉第电磁感应定律E＝Blv＝0.5×1×4V＝2V，Ucd＝E＝1V，B正确；由于de、cf间电阻没有电流流过，故Ude＝Ucf＝0，所以Ufe＝Ucd＝1V，C错误，D正确．3．(多选)如图所示电路中，均匀变化的匀强磁场只存在于虚线框内，三个电阻阻值之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，其他部分电阻不计．当S3断开，而S1、S2闭合时，回路中感应电流为I，当S1断开，而S2、S3闭合时，回路中感应电流为5I，当S2断开，而S1、S3闭合时，可判断(　　)A．闭合回路中感应电流为4IB．闭合回路中感应电

6、流为7IC．R1、R3消耗的功率之比PR1∶PR3＝3∶1D．上下两部分磁场的面积之比S上∶S下＝3∶25解析：选BD.因R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，可以设R1＝R，R2＝2R，R3＝3R.由题图可知，当S1、S2闭合S3断开时，电阻R1与R2组成闭合回路，设此时感应电动势是E1，由欧姆定律可得E1＝3IR；当S2、S3闭合S1断开时，电阻R2与R3组成闭合回路，设感应电动势为E2，由欧姆定律可得E2＝5I×5R＝25IR；当S1、S3闭合S2断开时，电阻R1与R3组成闭合回路，此时感应电动势E＝E1＋E2＝

7、28IR，则此时的电流I′＝＝7I，A错误，B正确．根据P＝I2R可知，串联电路电流相等，则各电阻的功率与电阻阻值成正比，故PR1∶PR3＝1∶3，C错误．E1＝3IR，E2＝25IR，再根据法拉第电磁感应定律E＝S可知，上下两部分磁场的面积之比S上∶S下＝3∶25，D正确．解决电磁感应中的电路问题三部曲