第2章 专题提升课6 电磁感应中的电路和图像问题-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册教用课件(鲁科版)

专题提升课6　电磁感应中的 电路和图像问题 1 专题　深度剖析 1 内容 索引 随堂　巩固落实 2 专题　深度剖析 PART 01 第一部分 3 微专题一　电磁感应中的电路问题 1．分析思路 (1)明确哪部分电路或导体产生感应电动势，该部分电路或导体就相当于电源，其他部分是外电路。 (2)画等效电路图，分清内、外电路。 返回导航 专题　深度剖析 返回导航 专题　深度剖析 返回导航 专题　深度剖析 　　　(多选)(2024·华中师大一附中校考)如图所示，电阻不计的平行长直金属导轨水平放置，间距L＝1 m。导轨左右端分别接有阻值R1＝R2＝4 Ω的电阻。电阻r＝2 Ω的导体棒MN垂直放置在导轨上，且接触良好，导轨所在区域内有方向竖直向下的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度的大小B＝2 T。在外力作用下棒沿导轨向左以速度v＝2 m/s做匀速直线运动，外力的功率为P，MN两端的电势差为UMN，则以下说法正确的是(　　) A．UMN＝4 V B．UMN＝2 V C．P＝16 W D．P＝4 W √ √ 返回导航 专题　深度剖析 返回导航 专题　深度剖析 √ √ 返回导航 专题　深度剖析 [解析]　由楞次定律可知，线圈中产生顺时针方向的电流，则电容器下极板带正电，A正确； 返回导航 专题　深度剖析 微专题二　电磁感应中的图像问题 1．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。 (2)由给定的图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。 2．图像类型 (1)各物理量随时间t变化的图像，即B－t图像、Φ－t图像、E－t图像和I－t图像。 (2)导体切割磁感线运动时，还涉及感应电动势E和感应电流I随导体位移变化的图像，即E－x图像和I－x图像。 返回导航 专题　深度剖析 3．主要规律：安培定则、左手定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等。 返回导航 专题　深度剖析 类型1　导体平动的电磁感应图像 　　　如图所示，一个矩形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域，若取逆时针方向为电流的正方向，则在下列图中能正确反映出回路中感应电流随时间变化的情况的图像是(　　) √ 返回导航 专题　深度剖析 返回导航 专题　深度剖析 　　　如图所示，“凸”字形金属线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，t＝0时，线框开始进入磁场。设逆时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流 i 随时间 t 变化的图像可能正确的是(　　) √ 返回导航 专题　深度剖析 返回导航 专题　深度剖析 　　　(2024·辽宁大连期末)如图所示，在空间中存在两个相邻的有界匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，其宽度均为L。正方形导体线框的对角线长也为L，线框在外力作用下从图示位置沿垂直于磁场方向匀速经过磁场区域，若规定逆时针方向为感应电流的正方向，则能正确反映线圈经过磁场区域过程中产生的感应电流随时间变化的图像是(　　) √ 返回导航 专题　深度剖析 返回导航 专题　深度剖析 返回导航 专题　深度剖析 返回导航 专题　深度剖析 类型2　磁场变化的电磁感应图像 　　　在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，导体环中感应电流随时间变化的图像是(　　) √ 返回导航 专题　深度剖析 [解析]　根据题意，由题图乙可知，前2 s内，磁感应强度均匀变化，由法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生恒定的感应电流，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针(与正方向相反)；同理可知，2 s到4 s内，线圈中同样产生恒定的感应电流，线圈中感应电流方向为顺时针(与正方向相同)。 返回导航 专题　深度剖析 　　　矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图甲所示。磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示。t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直于导线框平面向里，在前4 s时间内，导线框中感应电流随时间变化(规定以顺时针为正方向)和ab边所受安培力随时间变化的图像(规定以向左为安培力正方向)正确的是(　　) √ 返回导航 专题　深度剖析 [解析]　在第1 s时间内， 线框中磁场向里均匀减小，产生感应电流大小恒定，方向顺时针(正方向)，ad边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B减小而减小，根据左手定则，第1 s时间内，ab边所受安培力方向向左(正方向)；在第2 s时间内， 线框中磁场向外均匀增大，产生感应电流大小恒定，方向顺时针(正方向)，ab边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B增大而增大，根据左手定则，第2 s时间内，ab边所受安培力方向向右(负方向)； 返回导航 专题　深度剖析 在第3 s时间内， 线框中磁场向外均匀减小，产生感应电流大小恒定，方向逆时针(负方向)，ab边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B减小而减小，根据左手定则，第3 s时间内，ab边所受安培力方向向左(正方向)；在第4 s时间内， 线框中磁场向里均匀增大，产生感应电流大小恒定，方向逆时针(负方向)，ab边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B增大而增大，根据左手定则，第4 s时间内，ab边所受安培力方向向右(负方向)。 返回导航 专题　深度剖析 随堂　巩固落实 PART 02 第二部分 26 1．(电磁感应中的电路问题)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差的绝对值最大的是(　　) √ 返回导航 随堂　巩固落实 返回导航 随堂　巩固落实 2.(电磁感应中的电路问题)如图所示，面积为0.2 m2的100 匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。已 知磁感应强度随时间变化的规律为B＝(2＋0.22t)T，定值 电阻R1＝6 Ω，线圈电阻R2＝4 Ω，则a、b两点间电压Uab为(　　)  A．2.4 V　　　　　 B．0.024 V C．4 V D．1.6 V √ 返回导航 随堂　巩固落实 返回导航 随堂　巩固落实 3．(电磁感应中的图像问题)在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t按图乙所示变化时，下列选项能正确表示线圈中感应电动势E变化的是(　　) √ 返回导航 随堂　巩固落实 解析：第1 s内，磁场均匀增大，根据楞次定律，线圈中感应电流为负方向，且保持不变；1 s到 3 s 内，磁场不变，线圈中感应电流为零；3 s到5 s内，磁场均匀减小，同理，线圈中感应电流为正方向，且保持不变。第1 s内和3 s到5 s内磁感应强度的变化率之比为2∶1，即感应电动势之比为2∶1，可得出感应电动势图像为B。 返回导航 随堂　巩固落实 $