第十一章 微专题13 电磁感应中的电路和图像问题-【南方凤凰台】2024高考物理一轮复习导学案 广东（新教材新高考）课件

第十一章　 电磁感应 微专题13　 电磁感应中的电路和图像问题 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 高考一轮复习·南方凤凰台·物理 1 热点突破 ⁠电磁感应中的电路和电荷量问题 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相当于电源. （2）切割磁感线运动的导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路. 热点突破 2.电磁感应与闭合电路关系图 热点突破 3.解决电磁感应中的电路问题 4.电磁感应中电荷量的两个计算式 （1）q＝It（适用于电流不变的情况，若电流变化用电流的平均值）. （2）q＝n. 热点突破 ⁠　如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中.一接入电路电阻为R的导体棒PQ在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触，不计摩擦.在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（　C　） A.PQ中电流先增大，后减小 B.PQ两端电压先减小，后增大 C.PQ上拉力的功率先减小，后增大 D.线框消耗的电功率先减小，后增大 C 热点突破 解析：设PQ左侧金属线框的电阻为r，则右侧电阻为（3R－r），PQ相当于电源，其电阻为R，则电路的外电阻为R外＝＝，当r＝时，R外max＝R，此时，PQ处于矩形线框的中心位置，PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中外电阻先增大，后减小，PQ中的电流为干路电流I＝，可知干路电流先减小，后增大，A错误；PQ两端的电压为路端电压U＝E－U内，因E＝Blv，不变，U内＝IR，先减小，后增大，所以路端电压先增大，后减小，B错误；拉力的功率大小等于安培力的功率大小，P＝F安v＝BIlv，可知因干路电流先减小，后增大，PQ上拉力的功率也先减小，后增大，C正确；线框消耗的电功率为外电阻消耗的功率，因外电阻最大值为R，小于内阻R，根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系，外电阻越接近内阻，输出功率越大，可知线框消耗的电功率先增大，后减小，D错误. 热点突破 类题固法1 1.如图所示，有一个磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，一半径为r、电阻为2R的金属圆环放置在磁场中，金属圆环所在的平面与磁场垂直.金属杆Oa一端可绕环的圆心O旋转，另一端a放在环上，电阻值为R；另一金属杆Ob一端固定在O点，另一端b固定在环上，电阻值也是R.已知Oa杆以角速度ω匀速旋转，Ob不影响Oa的转动，则下列说法中错误的是（　C　） A.流过Oa的电流可能为 B.流过Oa的电流可能为 C.Oa旋转时产生的感应电动势的大小为Bωr2 D.Oa旋转时产生的感应电动势的大小为Bωr2 C 热点突破 解析：Oa旋转时产生的感应电动势的大小为E＝Bωr2，D正确，C错误；当Oa旋转到与Ob共线但不重合时，等效电路如图甲所示，有Imin＝＝，当Oa与Ob重合时，环的电阻为0，等效电路如图乙所示，有Imax＝＝，所以≤I≤，A、B正确. 甲 乙 热点突破 2.（2021·河北卷）如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ，一电容为C的电容器与导轨左端连接，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻.下列说法中正确的是（　A　） A.通过金属棒的电流为2BCv2tanθ B.金属棒到达x0时，电容器极板上的电荷量为BCvx0tanθ C.金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电 D.金属棒运动过程中，外力F做功的功率不变 A 热点突破 解析：根据楞次定律可知电容器的上极板带正电，故C错误；由题知金属棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为L＝2xtanθ，x＝vt，产生的感应电动势为E＝2Bv2ttanθ，由题图可知电容器直接与电源连接，则电容器的电荷量为Q＝CE＝2BCv2ttanθ，则流过金属棒的电流I＝＝2BCv2tanθ，故A正确；当金属棒到达x0处时，金属棒产生的感应电动势为E'＝2Bvx0tanθ，电容器的电荷量为Q＝CE'＝2BCvx0tanθ，故B错误；由于金属棒做匀速运动，则F＝F安＝BIL，由选项A可知流过金属棒的电流I不变，但L与t成正比，F为变力，再根据P＝Fv，F为变力，v不变，功率P随力F变化而变化，故D错误. 热点突破 ⁠电磁感应中的图像问题 1.图像问题 图像 类型 （1）磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图像，B－t图像、Φ－t图像、E－t图像和I－t图像. （2）对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，常遇到感应电动势E和