秘籍13 电磁感应中的电路和图像问题-备战2024年高考物理抢分秘籍（新高考通用)

秘籍13 电磁感应中的电路和图像问题 一、电磁感应中电路知识的关系图 二、电磁感应中的图像问题 电磁感应中图像问题的解题思路： (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)分析电磁感应的具体过程； (3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系； (4)结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出相应的函数关系式； (5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等； (6)画图像或判断图像． 【题型一】电磁感应中的电路问题 【典例1】（2024·贵州·模拟预测）如图，倾角为θ的光滑固定轨道cdef，宽为l，上端连接阻值为R的电阻，导体杆ab质量为m、电阻为r，以初速度沿轨道向上运动，空间存在水平向右、磁感应强度大小为B的匀强磁场，不计导轨电阻，导体杆与导轨始终接触良好，ab杆向上运动的距离为x，下列选项正确的是（重力加速度为g）（　　） A．开始时电阻电功率为 B．开始时ab所受合力为 C．该过程克服安培力做功 D．该过程流过ab的电量 【典例2】（2024·云南昆明·三模）如图所示，匝数为10匝、面积为1㎡，电阻为1Ω的圆形金属线框位于垂直纸面向里匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，圆形线框平面两端点A、B间接有阻值为2Ω的定值电阻。匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变化关系为B＝1.2-0.3t（B的单位为T，t的单位为s）。则下列说法正确的是（    ） A．圆形金属线框中感应电流沿逆时针方向 B．A点与B点间的电压为3V C．0～2s内通过定值电阻的电荷量为2C D．0～4s内圆形金属线框中产生的焦耳热为4J 【典例3】（2024·河北·模拟预测）如图1所示，间距L=1m的足够长倾斜导轨倾角θ=37°，导轨顶端连一电阻R=1Ω。左侧存在一面积S=0.6m2的圆形磁场区域B，磁场方向垂直于斜面向下，大小随时间变化如图2所示，右侧存在着方向垂直于斜面向下的恒定磁场B1=1T，一长为L=1m，电阻r=1Ω的金属棒ab与导轨垂直放置，t=0至t=1s，金属棒ab恰好能静止在右侧的导轨上，之后金属棒ab开始沿导轨下滑，经过一段时间后匀速下滑，已知导轨光滑，取g=10m/s2，不计导轨电阻与其他阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）t=0至t=1s内流过电阻的电流和金属棒ab的质量； （2）金属棒ab匀速时的速度大小。 1．（2024·河北·模拟预测）如图装置可形成稳定的辐向磁场，磁场内有匝数为n、半径为R的圆形线圈，在时刻线圈由静止释放，经时间t速度变为v，假设此段时间内线圈所在处磁感应强度大小恒为B，线圈导线单位长度的质量、电阻分别为m、r，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．在t时刻线圈的加速度大小为 B．0~t时间内通过线圈的电荷量为 C．0~t时间内线圈下落高度为 D．线圈下落过程中，通过线圈的磁通量始终为零 2．（2024·全国·模拟预测）如图所示，两光滑平行金属导轨固定于同一水平面内，其左端接一定值电阻，金属杆静置在导轨上，电阻右侧的矩形匀强磁场区域的磁感应强度大小为、方向竖直向下，、分别是磁场横向边界、的中点，导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长。控制磁场使得该磁场区域以速度匀速地向右扫过金属杆。金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变。已知当磁场的连线刚扫上金属杆时，金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为；当磁场的连线刚扫上金属杆时，金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为。则当磁场的连线和磁场的连线分别扫上金属杆时（  ） A．金属杆的速度之比为 B．金属杆的加速度之比为 C．安培力对金属杆做功的瞬时功率之比为 D．电阻的热功率之比为 3．（2024·湖南岳阳·一模）如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，底部接有一阻值R=2Ω的定值电阻，轨道上端开口，间距L=1m，整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m=0.2kg的金属棒ab置于导轨上，通过细线（细线与导轨平行）经定滑轮与质量为M=0.2kg的小物块相连。金属棒ab在导轨间的电阻r=1Ω，导轨电阻不计。金属棒由静止释放到匀速运动前，电阻R产生的焦耳热总共为1.552J，金属棒与导轨接触良好，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，则下列说法正确的（　　） A．金属棒ab匀速运动时的速度大小为0.6m/s B．金属棒ab沿导轨运动过程中，电阻R上的最大电功率为0.36W C．金属棒从开始运动到最大速度沿导轨运动的距离2m D．从金属