第2章 专题探究4 电磁感应中的电路问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

专题探究四 电磁感应中的电路问题 黑题专题强化 1.C2.C 3.D解析：A.导体棒接人电路部分产生的电动势为E= 2B0,回路的总电阻为R= 。.RR 2R+R -=R,回路中的总电 流为1是究电阻风两瑞的电压为 2 BL'w 4 U 4 故A错误；B.电阻R产生的焦耳热为Q,= T=- 一× Ro R 2如_mBL,故B错误：C.通过电阻R,的电荷量为q=2T 8R BL0×2如_BL,故C错误；D.导体棒两端的电势差为U'= 4Ro 2Rp BLx2LU=子B,故D正确放选D 2 4.(1)见解析图 (2)如图所示依据见解析 A 1 0 0.10.20.30.405/s -1 解析：(1)金属框穿过磁场区的过程中，各阶段金属框的位 置如图甲所示： ××如×血 d ×××x 甲 金属框穿过磁场区的过程中，各阶段金属框的等效电路图如 图乙、丙、丁所示： (2)第I阶段，金属框只有dc边在磁场中运动时，由法拉第 电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，可得金属框中的电流 1=E=bL=02A=2.5A. in=3rtr 4r 由右手定则可知感应电流的方向沿逆时针方向，持续的时间 '1 4-。F108=0.18 第Ⅱ阶段，金属框全部在磁场中运动时，由图丙可知，金属框 中感应电流是0，即店=0，持线的时间与-46 D108=03& 第Ⅲ阶段，金属框只有ab边在磁场中运动时，由法拉第电磁 感应定律和闭合电路欧姆定律，可得金属框中的电流3= E_Bl'v_0.2×1×10 3rt,4h=4x0.2A=2.5A 由右手定则可知感应电流的方向沿顺时针方向，持续的时间 010s=0.1s 参考答案与解析 规定沿逆时针方向为电流正方向，画出金属框内感应电流的 i-t图线，如答案图所示. 5.B6.C 7.B解析：设半圆弧PQS的半径为r,在过程I中，根据法拉 △Φ， （221 第电磁感应定律，有E= 02 △t, △t1 4△t1 根据闭合电路欧姆定律，有11= ,则q=1A4, R Bt在过 4R 1 D,（2B-B)2㎡ 程Ⅱ中，B增加到2B,有E2= △t2 △t2 2At Bur? 122R' BTr2 则9=64,2R,则2Bm=2改ACD错误， 2R B正确故选B. 8.D解析：A.导体棒速度最大时，安培力等于重力，即mg= =EB,联立得.-m,代人数据 B1L,其中L.FR+rRr1 B2L2 得vm=1m/s,故A错误；C.由动能定理可知mgh+W专= 2m2-0,解得W安=-l.95J,所以全电路电阻上的焦耳热 Q=-W&=L95J,所以电阻R上产生的热量Qa,Q 1.4625J,故C错误；D.导体下落h的过程中，通过导线横截 面的电量g=7,其中7=E,E= Φ △Φ=B△S=BLh,联立 R+r' 解得q=1C,故D正确；B.导体棒下落h的过程中，设经历时 间为t,根据动量定理得mgt-BILt=mw。-0,其中q=b,代入 数据解得t=2.1s,故B错误故选D. 9.(1)0.2A(2)4×10-8c 解析：(1)金属棒匀速运动时产生的感应电动势E=BLw= R R2 0.1×0.4×5V=0.2V,电路中总电阻为R总=R+ R+R2 =10, 流过金属棒的感应电流为I= E=0.2A R 2 2 (2)金属棒两端电压为U=R并=0.2x了V=5V,电容器中 储存的电荷量为Q=CU=03x10×名C=4x10*c 专题探究五电磁感应中的动力学问题 黑题专题强化 1.C2.C 3.(1)6m/s(2)0.5T(3)18J(4)2.2s 解析：(1)设ab进入磁场时速度为u,由机械能守恒得 Mg(s1-)=mg(s1-☑)sin+2(M+m),解得u=6m/s B2Hv (2)b在磁场中运动所受安培力F=B肌，=R, 根据平衡条件则有Mg=F+mgsin0,联立解得B=0.5T. (3)由能量守恒可得线框在通过磁场区域过程中产生的焦 耳热Q=2Mgs2-2mgs2sin0=18J. （4)金属线框从AB到ef的过程，根据牛顿第二定律有 黑白题19专题探究四 电磁感 黑题 专题强化 题型1等效电路的电势差计算 1.*(2025·河北邯郸二 ××× 模)如图所示，矩形金属框 XX 置于匀强磁场中，mn为一 d 长为2L,电阻为2R的均匀 导体棒，可在ab与cd间滑动并接触良好(ef 为接触点，且em、f长度相等).设磁感应强度 大小为B,方向垂直纸面向里，ad长为L,ad、 bc边的电阻均为R,ab、cd边的电阻不计.在△t 时间内导体棒向左匀速运动△d的过程中，m、 n两点之间的电势差Umm为 () 2BL△d 4BL△d 4BL△d 2BL△d A. B. D. △t 3△t 3△t △t 2.*（2025·河北张家 口期末)将一根带绝缘 皮的细导线绕成如图所 示的线圈，再将线圈和 小灯泡构成闭合回路，线圈内部存在一方向 垂直纸面向里的匀强磁场，已知小灯泡的电 阻为R,细导线的电阻为r,矩形的面积为S1, 小圆的面积为S2,磁感应强度大小随时间变 化的规律为B=B。+t,B,和k均为大于零的 常量，下列说法正确的是 A.通过小灯泡的电流由b流向a B.通过小灯泡的电流逐渐变大 Rk(S +S2) C.小灯泡两端的电压为 R+r 2Rk(S1+S2) D.小灯泡两端的电压为 R+r 3.*★（2025·江苏苏 州月考)如图所示，水 平金属圆环的半径为 L,匀质导体棒OP的长度为2L,导体棒OP、 第二章黑 应中的电路问题 子错题本 限时：45min 电阻R、电阻R2的阻值都为R,电路中的其 他电阻不计.导体棒OP绕着它的一个端点O 以大小为ω的角速度匀速转动，0点恰好为 金属圆环的圆心，转动平面内还有竖直向上 的匀强磁场，磁感应强度大小为B,导体棒 OP转动过程中始终与金属圆环接触良好.对 于金属棒OP转动一周的过程，下列说法正确 的是 A.电阻R两端的电压为)BLa B.电阻R,上产生的焦耳热为mBL@ 16Ro C.通过电阻R,的电荷量为mB o 7 D.导体棒两端的电势差为，BLω 4 匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,磁场宽 度l=4m,一正方形金属框边长ad='=1m, 每边的电阻r=0.22,金属框以v=10m/s的 速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁 感线方向垂直，如图所示 (1)画出金属框穿过磁场区的过程中，各阶段 的等效电路图； (2)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框 内感应电流的-t图线.写出作图依据， 日题045 题型2电荷量计算 5.*(2025·重庆万州检测)如 M:xxx x 图所示，纸面内有一矩形导体闭 ××× 合线框abcd,置于垂直纸面向 里、边界为MN的匀强磁场外，线框ab边平行 磁场边界MN,线框以垂直于MN速度匀速地 完全进入磁场，线框上产生的热量为Q,通过 线框导体横截面的电荷量为91，现将线框进入 磁场的速度变为原来的两倍，线框上产生的 热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为 92,则有 ( A.Q2=Q1,92=91 B.Q2=2Q1,92=91 C.Q2=2Q1,92=2q1D.Q2=4Q1,92=91 6.*如图所示，一正方形线圈的匝数为几，边 长为a,电阻为R,线圈平面与匀强磁场垂直， 且一半处在磁场中.在△t时间内，磁感应强度 的方向不变，大小由B均匀增大到2B.在此过 程中，通过线圈导线某个横截面的电荷量为 Ba? B. nBa? C nBa2 Ba2 A D R R 2R 2R (第6题) (第7题) 7.**如图所示，导体轨道OPQS固 定，其PQS是半圆弧，Q为半圆弧的 频讲解⊙ 中心，0为圆心，轨道的电阻忽略不计.OM是有 一定电阻的可绕O转动的金属杆.M端位于 PQS弧上，OM与轨道接触良好.空间存在与半 圆弧所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的 大小为B,现使OM从OQ位置以恒定的角速 度沿逆时针方向转到OS位置并固定（过程I)； 再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到2B(过程).在过程I、Ⅱ，流过OM的电 荷量之比为 A.1:1B.1:2 C.1:3 D.2:3 选择性必修第二册黑 禁（2025·江苏扬州模拟)如图所示，导体 框位于竖直平面内，匀强磁场垂直于纸面向 里，磁感应强度大小B=2.0T,水平导体棒MN 可沿两侧足够长的光滑导轨下滑而不分离， 导体棒MN质量m=0.1kg,接入电路的电阻 r=1.02;导轨宽度L=1.0m,定值电阻R= 3.0Ω，装置的其余部分电阻可忽略不计.将导 体棒MN无初速度释放，认为导体棒下滑h= 2.0m高度时速度达到最大，重力加速度g取 10m/s2.则导体棒 A.下滑的最大速度为4m/s R B.从释放到下滑h高度所经历 ×××× M×××× N 时间为1s C.从释放到下滑h高度过程中， 电阻R产生的热量为1.95J D.从释放到下滑h高度过程中，通过电阻R 的电荷量为1C *如图所示，匀强磁场的磁感应强度B= 0.1T,金属棒AD长L=0.4m,长度与框架宽 度相同，金属棒的电阻R=30,框架电阻不 计，电阻R1=22,R2=12,当金属棒以5m/s 的速度匀速向右运动时，求： (1)通过金属棒的电流为多大？ (2)若图中的电容器C为0.3uF,则电容器中 储存多少电荷量？ 白题046