考点50 电磁感应中的电路和图像问题-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（全国通用）

考点50 电磁感应中的电路和图像问题 （核心考点精讲精练） 1. 5年真题考点分布 电磁感应中的电路和图像问题 2023·广东卷·T14 2023·北京卷·T9 2022·河北卷·T8 2020·山东卷·T12 2019·全国卷Ⅱ·T21 2019·全国卷Ⅲ·T19 2018·全国卷Ⅱ·T18 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近几年高考主要考查：电磁感应中电路问题：如电源、电流、电荷量问题；电磁感应中的几类图象问题 【备考策略】 1.掌握电磁感应中电路问题的求解方法. 2.会计算电磁感应电路问题中电压、电流、电荷量、热量等物理量. 3.能够通过电磁感应图像，读取相关信息，应用物理规律求解问题． 【命题预测】 法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律结合、电磁感应中各类图像问题是高考的高频考点。 1．电磁感应中电路知识的关系图 2．电磁感应中的图像类型 考向1 电磁感应中的电路问题 1.电磁感应中的电源 （1）做切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源。 电动势为E＝Blv或E＝n，这部分电路的阻值为电源内阻。 （2）用右手定则或楞次定律与安培定则结合判断，感应电流流出的一端为电源正极。 2.分析电磁感应电路问题的基本思路 3．分析电磁感应中电路问题的基本步骤 注：如果在一个电路中产生电动势的部分有几个且相互联系，可视为等效电源的串、并联。 （多选）（2021·辽宁·统考高考真题）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（　　） A．在时，金属棒受到安培力的大小为 B．在t=t0时，金属棒中电流的大小为 C．在时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D．在t=3t0时，金属棒中电流的方向向右 （2023秋·广东茂名·高三茂名市第一中学校联考开学考试）如图所示，光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距 L=0.5m，左端连接R=0.3Ω的电阻，右端连接一对金属卡环，导轨间 MN右侧（含MN）存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感强度的B-t图如图乙所示，质量为m=1kg，电阻r=0.2Ω的金属棒与质量也为m的物块通过光滑定滑轮由绳相连，绳始终处于绷紧状态，PQ、MN到右端卡环距离分别为17.5 m和15m，t=0时刻由 PQ位置静止释放金属棒，棒与导轨始终接触良好，滑至导轨右端被卡环卡住不动，金属导轨、卡环的电阻均不计，g取10 m/s2。求： （1）金属棒进入磁场时的速度； （2）金属棒进入磁场时通过导体棒的感应电流； （3）在0~8s时间内电路中产生的焦耳热。 考向2 电磁感应中电荷量的计算 计算电荷量的导出公式：q＝n 在电磁感应现象中，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，设在时间Δt内通过导体横截面的电荷量为q，则根据电流定义式＝及法拉第电磁感应定律＝n，得q＝Δt＝Δt＝Δt＝，即q＝n. （2023·北京·统考高考真题）如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（   ） A．线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向 B．线框出磁场的过程中做匀减速直线运动 C．线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等 D．线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等 （2023秋·江苏扬州·高三统考开学考试）如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN和PQ间的距离L=0.5m，导轨与水平面间的夹角为，空间存在方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小B=1.0T的匀强磁场，M、P间接有阻值的电阻，质量m=0.4kg、电阻的金属棒ab垂直导轨放置，金属棒与导轨间的动摩擦因数。现用恒力F沿导轨平面向上拉金属棒ab，使其由静止开始运动，当时，金属棒的速度大小，金属棒向上加速t=5.6s时达到稳定状态，对应的图像如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2，，求： （1）恒力F的大小； （2）金属棒运动过程中的最大加速度a； （3）在0～1.5s时间内通过金属棒的电荷量q； （4）在0～5.6s时间内金属棒上产生的焦耳热。 考向3 电磁感应中的图像问题 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．解题步骤 (1)明确图像的种类，即是B－t图还是Φ－t图，或者E－t图、I－t图等；对切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及E－x图像和i－x图像； (2)分析电