第10章 第3讲 电磁感应中的电路和图像问题（课件PPT）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（江苏专版）

第3讲 电磁感应中的电路和图像问题 开始 1 01 03 (一) 电磁感应中的电路问题 (二) 电磁感应中的图像问题 2 (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 电磁感应中的电路和图像问题 2．“三步走”分析电路为主的电磁感应问题 [答案]　C [考法全训] 考法1　导体棒平动切割的电路问题 1. 如图所示，分布于全空间的匀强磁场垂直于纸面向里，其磁 感应强度大小为B＝2 T。宽度为L＝0.8 m的两导轨间接一阻值 为R＝0.2 Ω电阻，电阻为2R的金属棒AC长为2L并垂直于导轨 (导轨电阻不计)放置，A端刚好位于导轨，中点D与另一导轨接触。当金属棒以速度v＝0.5 m/s向左匀速运动时，下列说法正确的是 (　 ) A．流过电阻R的电流为2 A B．A、D两点的电势差为UAD＝0.4 V C．A、C两点的电势差为UAC＝－1.6 V D．A、C两点的电势差为UAC＝1.2 V 答案：A　 根据右手定则，可知A 端的电势低于D端的电势，A、D两点的电势差UAD＝－IR＝－0.4 V， B错误，A正确； D、C两点的电势差UDC＝－BLv＝－0.8 V， 则UAC＝UAD＋UDC＝－1.2 V，C、 D错误。 考法2　导体棒转动切割的电路问题 2．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OO′ 上，随轴以角速度ω匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为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，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是 (　 ) 答案：B　 考法3　磁场变化引起的电路问题 3．(2022·全国甲卷)三个用同样的细导线做成的刚性闭 合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆 线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I1、I2和I3。则 (　 ) A．I1<I3<I2 B．I1>I3>I2 C．I1＝I2>I3 D．I1＝I2＝I3 答案：C　 (二) 电磁感应中的图像问题 1．常见类型及分析方法 2．解答选择类图像问题的常用方法 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像进行分析和判断 [考法全训] 考法(一)　根据给定的电磁感应过程选择有关图像 [例1]　(2022·河北高考改编)如图，两光滑导轨水平放置 在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴上，另一根由ab、 bc、cd三段直导轨组成，其中bc段与x轴平行，导轨左端接入 一电阻R。导轨上一金属棒MN沿x轴正向以速度v0保持匀速运动，t＝0时刻通过坐标原点O，金属棒始终与x轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为i，金属棒受到安培力的大小为F，金属棒克服安培力做功的功率为P，电阻两端的电压为U，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是 (　 ) [答案]　A [规律方法]　电磁感应中的图像问题的分析方法 考法(二)　根据给定图像分析电磁感应问题 [例2]　如图(a)所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图(b)所示的匀强磁场，t＝0时磁场方向垂直纸面向里。在t＝0到t＝2t0的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t＝2t0时，释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则 (　 ) [答案]　B 考法(三)　电磁感应中图像转化问题 [例3]　(2023·昆山高三调研)如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正。则下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图像正确的是 (　 ) [答案]　C 在3～4 s内，磁感应强度垂直纸面向外，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2 s内相等。在4～6 s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针