2019高考物理一轮复习 微专题系列之热点专题突破 专题59 电磁感应中的电路问题学案

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1、专题59电磁感应中的电路问题在电磁感应现象中，导体切割磁感线或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于电源。因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。1．电磁感应中电路问题的题型特点闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运动，在回路中将产生感应电动势和感应电流．从而考题中常涉及电流、电压、电功等的计算，也可能涉及电磁感应与力学、电磁感应与能量的综合分析．2.电磁感应电路的几个等效问题3．分析电磁感应电路问题的基本思路(1)确定电源：用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向，电源内部电流

2、的方向是从低电势流向高电势；(2)分析电路结构：根据“等效电源”和电路中其他元件的连接方式画出等效电路．注意区别内外电路，区别路端电压、电动势；(3)利用电路规律求解：根据E＝BLv或E＝n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．【典例1】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电接触，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

3、两端的电压UMN；(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率。【答案】　(1)，由N→M　Bav　(2)　【解析】金属棒MN切割磁感线产生感应电动势，把金属棒看成一个具有内阻为R、电源电动势为E的电源，两个半圆环看成两个电阻R并联的外电路，画出等效电路如图所示。(2)圆环消耗的热功率为外电路的总功率P外＝I2＝圆环和金属棒上消耗的总热功率为电路的总功率P总＝IE＝。【典例2】在如图甲所示的电路中，电阻R1=R2=2R，圆形金属线圈半径为r1，线圈导线的电阻为R，半径为r2（r2

4、场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为t0和B0，其余导线的电阻不计。闭合S，至t1时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是（　　）A．线圈中产生的感应电动势的大小为B．电容器下极板带正电C．电路中产生的感应电流为D．线圈两端的电压为【答案】BCD【跟踪短训】1．如图甲所示，一个阻值为的电阻与阻值为单匝圆形金属线圈连接成闭合回路。金属线圈的面积，在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，导线的电阻不计，在前2s时间内A．流过电阻R的电流方向从E到FB

5、．流过电阻R的电流0.4AC．通过电阻R的电荷量0.2CD．电阻R上产生的热量0.064J【答案】AD2．如图所示，PN与QM两平行金属导轨相距1m，电阻不计，两端分别接有电阻R1和R2，且R1＝6Ω，ab导体的电阻为2Ω，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1T．现ab以恒定速度v＝3m/s匀速向右移动，这时ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等，则R2=______Ω,R1与R2消耗的电功率分别为______W;______W,拉ab杆的水平向右的外力F为______N.【答案】3Ω0.375

6、W0.75W0.75N【解析】（1）由内外电阻消耗的功率相等，则内外电阻相等，故：＝r解得：R2=3Ω（2）感应电动势为：E=Blv=1×1×3=3V根据闭合电路欧姆定律，总电流为：路端电压为：U=IR外=0.75×2V=1.5V电阻R1功率：电阻R2功率：（3）安培力：FA=BIL=1×0.75×1=0.75Nab杆匀速运动，故拉力等于安培力，为F=0.75N；课后作业1.粗细均匀的电阻丝围成如图所示的线框，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

7、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【答案】　A2.如图所示，两个互连的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，磁场垂直穿过大金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势差为(　　)A.EB.EC.ED.E【答案】　B【解析】　a、b间的电势差等于路端电压，而小环电

8、阻占电路总电阻的，故a、b间电势差为U＝E，选项B正确。3．截面积S=0.5m2，n=100匝的圆形线圈，处在如图甲所示的磁场内，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所