2020版物理高考新素养大一轮鲁科（课件+讲义+优选题）：选修3-2 第十章 (共8份打包)

专题突破　电磁感应定律的综合应用 突破一　电磁感应中的电路问题 1.电磁感应中电路知识的关系图 2.解决电磁感应中的电路问题三步骤 【例1】　(多选)如图1所示，光滑的金属框CDEF水平放置，宽为L，在E、F间连接一阻值为R的定值电阻，在C、D间连接一滑动变阻器R1(0≤R1≤2R)。框内存在着竖直向下的匀强磁场。一长为L，电阻为R的导体棒AB在外力作用下以速度v匀速向右运动，金属框电阻不计，导体棒与金属框接触良好且始终垂直，下列说法正确的是(　　) 图1 A.ABFE回路的电流方向为逆时针，ABCD回路的电流方向为顺时针 B.左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率相同，故电路中的感应电动势大小为2BLv C.当滑动变阻器接入电路中的阻值R1＝R时，导体棒两端的电压为BLv D.当滑动变阻器接入电路中的阻值R1＝时，滑动变阻器有最大电功率且为 解析　根据楞次定律可知，A正确；根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E＝BLv，故B错误；R1＝R时，外电路总电阻R外＝，故D正确。＝,R1)＝时，等效电源输出功率最大，即滑动变阻器电功率最大，最大值Pm＝，故当R1＝BLv，故C错误；该电路电动势E＝BLv，电源内阻为R，求解滑动变阻器的最大电功率时，可以将导体棒和电阻R看成新的等效电源，等效内阻为，故导体棒两端的电压即路端电压应等于 答案　AD 1.(多选)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图2所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计。下列说法正确的是(　　) 图2 A.金属棒中电流从B流向A B.金属棒两端电压为Bωr2 C.电容器的M板带负电 D.电容器所带电荷量为CBωr2 解析　根据右手定则可知金属棒中电流从B流向A，选项A正确；金属棒转动产生的电动势为E＝BrCBωr2，选项D错误。可得电容器所带电荷量为Q＝Bωr2，选项B正确；金属棒A端相当于电源正极，电容器M板带正电，选项C错误；由C＝E＝Bωr2，切割磁感线的金属棒相当于电源，金属棒两端电压相当于电源的路端电压，因而U＝＝ 答案　AB 2.(多选)如图3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作如下简化：如图乙所示，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。在圆环左半部分张角也为120°角的范围内(两条虚线之间)分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连。假设LED灯电阻为r，其他电阻不计，从辐条OP进入磁场开始计时。在辐条OP转过120°的过程中，下列说法中正确的是(　　) 图3 A.O、P两端电压为BL2ω B.通过LED灯的电流为 C.整个装置消耗的电能为 D.增大磁感应强度可以使LED灯发光时更亮 解析　辐条OP进入磁场匀速转动时有E＝BL知，增大角速度、增大磁感应强度、减小辐条的电阻和LED灯的电阻等措施可以使LED灯变得更亮，故D正确。，C正确；由LED灯中电流为I＝＝··t＝，A错误，B正确；整个装置消耗的电能Q＝＝，流过LED灯的电流是I＝＝·，OP两端的电压为电源的路端电压U＝，在电路中OP相当于内阻为r的电源，另外两根金属辐条和LED灯并联，故而电路的总电阻R＝ 答案　BCD 突破二　电磁感应中的图象问题 1.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、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键。 2.电磁感应中图象类选择题的两个常用方法 排除法 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(均匀变化还是非均匀变化)，特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项。 函数法 根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象进行分析和判断。 考向　根据图象分析判断电磁感应过程 【例2】　(多选)(2018·全国卷Ⅲ，20)如图4(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势(　　) 图4 A.在t＝时改变方向时为零 B.在t＝ C.在t＝时最大，且沿顺时针方向 D.在t＝T时最大，且沿顺时针方向 解析　因通电导线的磁感应强度大小正比