专题19 电磁感应中电路、图像和动力学问题 2023年高考物理三轮精讲突破训练（全国通用）

专题19 电磁感应的电路、图像及动力学问题 目录 专题14 电磁感应的电路、图像及动力学问题 1 考向一　电磁感应中的电路问题 1 考查方式一 动生电动势的电路分析 1 考查方式二 感生电动势的电路分析 6 考向二　电磁感应中的图象问题 9 考查方式一 磁感应强度变化的图象问题 10 考查方式二 导体切割磁感线的图象问题 11 考查方式三 电磁感应中双电源问题与图象的综合 12 考向三　电磁感应中的平衡、动力学问题 13 考查方式一 电磁感应中的动力学问题 14 考查方式二 电磁感应中平衡问题 18 考查方式三 电磁感应中含电容器的动力学问题 20 【题型演练】 23 考向一　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部曲 考查方式一 动生电动势的电路分析 【例1】如图甲所示，是倾角、表面粗糙的绝缘斜面，是匝数、质量、总电阻、边长的正方形金属线框。线框与斜面间的动摩擦因数，在的区域加上垂直斜面向上的匀强磁场，使线框的一半处于磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。取，，。下列说法正确的是（　　） A．0~6s内，线框中的感应电流大小为1A B．0~6s内，线框产生的焦耳热为6J C．时，线框受到的安培力大小为8N D．时，线框即将开始运动 [变式1]（多选）如图所示，水平放置的平行光滑导轨左端连接开关K和电源，右端接有理想电压表。匀强磁场垂直于导轨所在的平面。ab、cd两根导体棒单位长度电阻相同、单位长度质量也相同，ab垂直于导轨，cd与导轨成60°角。两棒的端点恰在导轨上，且与导轨接触良好，除导体棒外，其余电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关K瞬间，两棒所受安培力大小相等 B．闭合开关K瞬间，两棒加速度大小相等 C．断开开关K，让两棒以相同的速度水平向右切割磁感线，电压表无示数 D．断开开关K，固定ab，让cd棒以速度v沿导轨向右运动时电压表示数为；固定cd，让ab棒以速度v沿导轨向右运动时电压表示数为，则 [变式2](多选）如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在电刷和圆环的A点间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，金属棒接入电路的电阻为R，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．金属棒产生的电动势为 B．电阻R两端的电压为 C．电容器所带的电荷量为 D．微粒的电荷量与质量之比为 【变式1】(2019·焦作一模)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间分别接着阻值R＝10 Ω的电阻．一阻值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a B．cd两端的电压为1 V C．de两端的电压为1 V D．fe两端的电压为1 V 【变式2】如图所示，一金属棒AC在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O点)匀速转动，OA＝2OC＝2L，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为 ω、电阻为r，内、外两金属圆环分别与C、A良好接触并各引出一接线柱与外电阻R相接(没画出)，两金属环圆心皆为O且电阻均不计，则(　　) A．金属棒中有从A到C的感应电流 B．外电阻R中的电流为I＝ C．当r＝R时，外电阻消耗功率最小 D．金属棒AC间电压为 考查方式二 感生电动势的电路分析 【例2】在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1000匝，横截面积S＝20 cm2，螺线管导线电阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，C＝30 μF。在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示，大小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1.2 V B．闭合S，电路中的电流稳定后，电容器下极板带负电 C．闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为2.56×10－2 W D．S断开后，流经R2的电量为1.8×10－2 C [变式1]轻质细线吊着一质量为m＝1kg、边长为0.2m、电阻R＝1Ω、匝数n＝10的正方形闭合线圈abcd，bd下方区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。不考虑线圈的形变和电阻的变化