专题提升Ⅵ 电磁感应中的电路、电荷量问题-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019选择性必修第二册）

专题提升Ⅵ 电磁感应中的电路、电荷量问题 模块一 知识掌握 知识点一　电磁感应中的电路问题 【重难诠释】 处理电磁感应中电路问题的一般方法 1．明确哪部分电路或导体产生感应电动势，该部分电路或导体相当于电源，其他部分是外电路． 2．画等效电路图，分清内、外电路． 3．用法拉第电磁感应定律E＝n或E＝Blvsin θ确定感应电动势的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向．注意在等效电源内部，电流方向从负极流向正极． 4．运用闭合电路的欧姆定律、串并联电路特点、电功率等公式求解． [例题1] （2023•延庆区一模）如图甲所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个R＝40Ω的电阻相连。线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化。已知线圈的电阻r＝10Ω，则（　　） A．线圈内感应电流的方向为顺时针 B．A点电势比B点电势低 C．通过电阻R的电流大小为1.0A D．0.2s内电路中产生的电能为1.0J [例题2] （多选）（2023春•庐江县期末）两个固定的同心金属圆环中间部分存在与圆面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场，如图所示，一长度为4L的金属棒MN，处在如图所示位置时与两圆的交点分别为M、P、Q、N，其中P、O、Q将金属棒平均分成了四等份，已知大圆环的总电阻为4R，小圆环和金属棒的总电阻均为2R，当金属棒以速度v经过如图所示位置时，下列说法正确的是（　　） A．金属棒产生的总感应电动势为4BLv B．金属棒产生的总感应电动势为2BLv C．金属棒MP上产生的感应电流大小为 D．金属棒MP上产生的感应电流大小为 [例题3] （2023•徐州模拟）如图所示，半径为L的半圆形光滑导体框架MN垂直放置于磁感应强度为B的匀强磁场中，长为L的导体杆OP绕圆心O以角速度ω匀速转动，N、O间接阻值为R的电阻，杆OP的电阻为r，框架电阻不计，求杆沿框架转动过程中： （1）电阻R两端电压； （2）电阻R消耗的电功率。 知识点二　电磁感应中的电荷量问题 【重难诠释】 闭合回路中磁通量发生变化时，电荷发生定向移动而形成感应电流，在Δt内通过某一截面的电荷量(感应电荷量)q＝·Δt＝·Δt＝n··Δt＝. 由上式可知，线圈匝数一定时，通过某一截面的感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量决定，与时间无关． [例题4] （多选）（2023春•岳阳期末）如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，两部分平滑连接，平直部分右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（　　） A．流过金属棒的最大电流为 B．通过金属棒的电荷量为 C．金属棒内产生的焦耳热为mg（h﹣μd） D．导体棒在磁场中运动的时间为 [例题5] （多选）（2023春•十堰期末）半径为r、间距为L的固定光滑圆弧轨道右端接有一阻值为R的定值电阻，如图所示。整个空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一根长度为L、质量为m、电阻也为R的金属棒从轨道最低位置cd开始，在外力的作用下以速度v沿轨道做匀速圆周运动，在ab处与轨道分离。已知金属棒在轨道上运动的过程中始终与轨道接触良好，电路中其余电阻均不计，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．金属棒两端的最大电压为BLv B．整个过程中通过金属棒某截面的电荷量为 C．整个过程中定值电阻上产生的焦耳热为 D．金属棒从cd运动到ab的过程中，外力做的功为 [例题6] （多选）（2023春•怀化期末）有一边长l＝0.1m、质量m＝10g的正方形导线框abcd，由高度h＝0.2m处自由下落，如图所示，其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到其上边dc刚刚开始穿出匀强磁场为止，已知匀强磁场的磁感应强度为B＝1T，匀强磁场区域的宽度也是l，g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．导线框的电阻R＝0.2Ω B．线框进入匀强磁场的过程流过线框的电荷量q＝0.05C C．线框穿越匀强磁场的过程产生的焦耳热Q＝0.02J D．线框穿越磁场的过程感应电流的方向和安培力的方向都没有变化 [例题7] （2022秋•广东期末）如图甲所示，长方形金属线框abcd处于有界匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B＝1T，磁场方向与线框平面垂直，ab边与磁场右边界重合，ab边长为0.5m，bc边长为1m，电阻为R＝1Ω，现用力将线框水平向右拉出磁场，ab边始终与磁场右边界平行，线