第十章 微专题18　电磁感应中电路与图像问题 课件 -2027届高考物理一轮专题复习（人教版）

该高中物理高考复习课件聚焦“电磁感应中电路与图像问题”微专题，依据高考评价体系梳理了电路分析、电荷量计算、图像问题三大核心考点，通过典例统计明确电路动态分析与图像识别占比超60%的高频考向，归纳出选择类定量计算与过程分析典型题型。 课件亮点在于“考点拆解+真题精析+素养落地”策略，如以2026浙江选考典例5为例，用科学思维中的模型建构法分析螺线管感应电动势，通过阶段划分突破图像问题中的安培力变化规律，培养学生科学推理能力。特设易错点警示与解题模板，助力学生掌握电磁感应综合题答题技巧，教师可据此实施针对性复习，提升备考效率。

微专题18 电磁感应中电路与图像问题 考点一 电磁感应中的电路问题 1.关键点 2.解题思维链 命题视角1　感生电动势电路结构的分析,磁通量发生变化的回路是电源 【典例1】(中等)(多选)在如图甲所示的电路中,电阻2R1=R2=2R,单匝圆形金属线圈的半径为r1,电阻为R,半径为r2(r2<r1)的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示,磁场在圆形线圈内,其余导线的电阻不计。闭合开关S,在t0时刻,电路中的电流已稳定。下列说法正确的是( 　　) BD 命题视角2　 动生电动势电路结构的分析,切割磁感线的导体是电源 【典例2】 (中等)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内,一长为r、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆形导轨上面,BA的延长线通过圆心O,装置的俯视图如图所示,整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下。在两圆形导轨之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计。 B 考点二 电磁感应中的电荷量问题 1.关键点 2.解题思维链 命题视角　线框进入磁场过程中电荷量的求解,重点在于磁通量变化量的求解 【典例3】 (中等)如图所示,平面直角坐标系xOy内有一射线OP,与x轴正方向的夹角为60°,在射线OP和x轴之间的区域存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于坐标平面向里。坐标平面内有一刚性直角三角形金属线框abc,α=30°,总电阻为R,线框在外力的作用下以恒定速度v0沿x轴正方向运动,运动过程中线框不翻转,且ab边始终与x轴重合。 C 考点三 电磁感应中的图像问题 命题视角1　由电磁感应过程分析确定图像,注重划分阶段 【典例4】 (中等)(2025·杭州联考)一有界区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场宽度为L;一个高为L的梯形金属线框abcd在外力作用下以速度v向右匀速穿过磁场。设t=0时刻ab边位于磁场左边界,规定向左为安培力正方向。下列线框所受安培力F随时间t的变化规律正确的是(　　) A B C D D 命题视角2　由图像分析确定电磁感应中的物理量,注重综合应用 【典例5】 (中等)(2026·浙江1月选考)如图甲所示,半径为r1、横截面半径为r2(r2≪r1)、匝数为N的圆环形螺线管通有电流I,管内产生磁感应强度B=αI ( α 为常量)的匀强磁场。管外磁场近似为0,小明用电阻为R的一段漆包线缠绕螺线管一圈后,并成双股线再缠绕螺线管两圈,最后将两端头短接,形成特殊线圈A。 D 感谢观看 电源的 确定 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 电源 正负极 的判断 (1)右手定则。 (2)楞次定律与安培定则结合。 感应电流流出的一端为电源正极,另一端为负极 电动势 的计算 E=Blv或E=n,这部分电路的阻值为电源内阻 A.流过电阻R1的电流方向自下向上 B.稳定后电阻R1两端的电压为 C.稳定后M、N两点间的电压为 D.0～t0时间内,电阻R2上产生的焦耳热为 解析:BD　由题图乙可知磁感应强度随着时间均匀增大,根据楞次定律和安培定则可知,线圈中感应电流方向为逆时针,则流过电阻R1的电流方向自上向下,A错误;根据法拉第电磁感应定律有E=,S=π,==,解得E=,根据闭合电路欧姆定律,稳定后M、N两点间的电压为外电压,U外=E=,C错误;电阻R1两端的电压U1=E=,B正确;根据闭合电路欧姆定律,稳定后电路中的电流I==,根据焦耳定律,在0～t0时间内,电阻R2上产生的焦耳热Q2=I2R2t0= ,D正确。 导轨电阻不计。下列说法正确的是(　　) A.金属棒中的电流从A流向B B.金属棒两端的电压为Bωr2 C.电容器的M板带负电 D.电容器所带电荷量为CBωr2 解析:B　金属棒绕O逆时针匀速转动,根据右手定则可知金属棒中的电流从B流向A,故A错误;金属棒转动产生的电动势为E=Br=Br=Bωr2,切割磁感线的金属棒相当于电源,金属棒两端的电压相当于电源的路端电压,则金属棒两端的电压为U=E=Bωr2,故B正确;金属棒A端相当于电源正极,则电容器M板带正电,故C错误;由C=,可得电容器所带电荷量为Q=CBωr2,故D错误。 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。 注意:表示电动势的平均值,表示电流的平均值。电流变化时,计算通过导体横截面的电荷量要用电流的平均值。 从线框进入磁场区域开始计时,在时刻t0线框中的电流达到最大值,则下列说法正确的是(　 　) A.线框中的电流方向先逆时针后顺时针 B.在t0时刻,线框中的电流为 C.在2t0时刻,线框中的电流为 D.线框进入磁场的整个过程中,通过线框某一横截面的电荷量为 解析:C　线框进入磁场的过程中,根据右手定则可知,线框内的电流方向为逆时针,完全进入后,磁通量不变,不再产生感应电流,故A错误;在t0时刻,线框中的电流达到最大值,即有效切割长度最大,此时C点恰好进入磁场,则线框中的电流为Im===,故B错误;在2t0时刻,切割磁感线的有效长度为l= v0t0sin 60°,所以线框内的电流为I==,故C正确;线框进入磁场的整个过程中,通过线框某一横截面的电荷量为q=·Δt=·Δt===,故D错误。 解析:D　设ab的长为l0,ad与水平方向的夹角为θ,线框的电阻为R,根据题意可知,线框进入磁场的时间为t=,线框进入过程,根据右手定则可知,感应电流方向为逆时针,根据左手定则可知,线框受到的安培力向左,为正值,线框切割磁感线的有效长度为l=l0+vttan θ,根据E=Blv、I=和F=BIl可得F=,根据表达式可知,Ft图像为开口向上的抛物线;当线框出磁场时,根据右手定则可知,感应电流方向为顺时针,根据左手定则可知,线框受到的安培力向左,为正值,根据题意可知,线框切割磁感线的有效长度仍为l=l0+vttan θ,则Ft图像与线框进入磁场时的图像一样,故A、B、C错误,D正确。 若电流I随时间t变化的关系如图乙所示,则(　　) A.t=2t0时,螺线管的自感电动势E=N B.t=5t0时,线圈A的感应电动势E=3 C.在0～2t0内,通过线圈A的电荷量q=N D.在0～5t0内,线圈A产生的焦耳热Q=3 解析:D　螺线管的自感电动势公式为E=N=NS||,其中,螺线管的横截面积S=π,磁感应强度B=αI,在t0～2t0时间段内,电流变化率为==-,磁感应强度变化率为=α=-,代入自感电动势公式E=N,A错误;线圈A的有效匝数是1,在4t0～6t0时间段内,电流变化率为==,线圈A的感应电动势E=nS= ,B错误;通过线圈A的电荷量q=Δt=Δt=,其中ΔΦA是穿过线圈A的总磁通量变化量,在0～t0内,螺线管电流恒定,穿过线圈A的总磁通量不变, 通过线圈A的电荷量为0,在t0～2t0内,电流从I0变为0,所以ΔI=0-I0=-I0,在0～2t0内,通过线圈A的电荷量q==,C错误;在0～5t0内,线圈A只有在电流变化的区间才产生感应电动势和焦耳热,即t0～3t0和4t0～5t0时间段,t0～3t0时长为2t0,线圈A的感应电动势E1=nS||=,产生的焦耳热Q1=·2t0=2,在4t0～5t0时间段内,感应电动势E2=nS=,产生的焦耳热Q2=t0=,在0～5t0内,线圈A产生的焦耳热Q=Q1+Q2=,D正确。 $