内容正文:
专题突破7 电磁感应中的电路和图像问题
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1.对电磁感应电路的理解
(1)在电磁感应电路中,相当于电源的部分把其他形式的能通过克服安培力做功转化为电能。
(2)“电源”两端的电压为路端电压,而不是感应电动势。
(3)“电源”的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题,均可用右手定则或楞次定律判定。
突破点一 电磁感应中的电路问题
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2.电磁感应中电路知识的关系图
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3.“三步走”分析电路为主的电磁感应问题
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角度1 感生电动势电路问题
典例1 (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
C
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角度2 动生电动势电路问题
典例2 (2021·河北卷)如图,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相连。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。下列说法正确的是( )
A.通过金属棒的电流为2BCv2tan θ
B.金属棒到达x0时,电容器极板上的电荷量为BCvx0tan θ
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做功的功率恒定
A
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易错警示
电磁感应中电路问题的误区分析
(1)不能正确分析感应电动势及感应电流的方向。因产生感应电动势的那部分电路为电源部分,故该部分电路中的电流应为电源内部的电流,而外电路中的电流方向仍是从高电势到低电势。
(2)应用欧姆定律分析电路时,没有注意等效电源的内阻对电路的影响。
(3)对连接在电路中电表的示数不能正确进行分析,特别是并联在等效电源两端的电压表,其示数应该是路端电压,而不是等效电源的电动势。
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1.(多选)(2023·四川泸州一中高三检
测)在如图甲所示的电路中,螺线管匝
数n=1 500匝,横截面积S=20 cm2。
螺线管导线电阻r=1 Ω,R1=4 Ω,
R2=5 Ω,C=30 μF。在一段时间内,
穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按
如图乙所示的规律变化。下列说法正确的是( )
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上极板带正电
C.电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为5×10-2 W
D.S断开后,通过R2的电荷量为1.8×10-5 C
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2.(多选)(2022·全国甲卷)如图,两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上,在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上,与导轨垂直,且接触良好,导轨电阻忽略不计,整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时,电容器所带的电荷量为Q,合上开关S后,( )
B.导体棒MN向右先加速、后匀速运动
C.导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大
D.电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热
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1.电磁感应中常见的图像问题
突破点二 电磁感应中的图像问题
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图像
类型 随时间变化的图像,如B-t图像、Φ-t图像、E-t图像、I-t图像;
随位移变化的图像,如E-x图像、I-x图像(所以要先看坐标轴:哪个物理量随哪个物理量变化要弄清)
问题
类型 (1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像(画图像的方法);
(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量(用图像)
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