第12单元 03 专题二十三 电磁感应中的电路和图像问题（word教参）-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习考点精讲（基础版）

该高中物理高考复习讲义围绕电磁感应中的电路和图像问题，整合感生/动生电动势、电路结构分析、图像类型判断等核心考点，按“电源确定-电路分析-图像判断”逻辑层次展开，通过知识梳理、方法提炼、真题精讲环节，帮助学生构建解题框架。 讲义突出模型建构与科学推理创新，如感生电路中引导建立等效电路模型，图像问题中推导E-t函数关系培养科学思维。设基础与模拟题分层训练，配合反思感悟强化方法迁移，提升解题效率，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

专题二十三　电磁感应中的电路和图像问题 专题二十三　电磁感应中的电路和图像问题 题型一　电磁感应中的电路问题 　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.电磁感应中的电源 (1)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. 电动势:E=Blv或E=n,这部分电路的阻值为电源内阻. (2)用右手定则或楞次定律与安培定则结合判断,感应电流流出的一端为电源正极. 2.电磁感应中电路知识的关系图 3.分析电磁感应电路问题的基本思路 求感应电动势E=Blv或E=→画等效电路图→求感应电流I= 考向一　感生电动势的电路结构 例1 (多选)[2025·陕西宝鸡二模] 在如图甲所示的电路中,电阻2R1=R2=2R,圆形金属线圈的半径为r1,电阻为R,匝数为n,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,其余导线的电阻不计.闭合开关S,下列说法正确的是 (　) A.流过电阻R1的电流方向自上向下 B.t0时刻,圆形金属线圈的磁通量为2nB0π C.电阻R2两端的电压为 D.0~t0时间内,通过电阻R2的电荷量为 [反思感悟] 　     考向二　动生电动势的电路结构 例2 (多选)如图所示,金属导轨aOb置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨面,aO⊥bO,导轨关于x轴对称.一金属杆垂直于x轴,在外力作用下沿x轴正方向做速度为v的匀速直线运动,金属杆经过O点时开始计时,经时间t到达图示位置.金属杆单位长度的电阻为r,导轨电阻不计,导轨与金属杆接触良好.下列说法正确的是 (　) A.t时刻通过金属杆的电流方向为N到M B.该过程中,感应电流与时间成正比 C.该过程中,通过金属杆某截面的电荷量为 D.该过程中,外力做功为 [反思感悟] 　       题型二　电磁感应中的图像问题 1.解题关键 弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键. 2.解题步骤 (1)明确图像的种类,即是B⁃t图像还是Φ⁃t图像,或者E⁃t图像、I⁃t图像等;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、闭合电路的欧姆定律、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. 3.常用方法 (1)排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的正负,增大还是减小,以及变化快慢,来排除错误选项. (2)函数法:写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图像进行分析和判断. 考向一　感生类问题的图像 例3 [2025·江西南昌三模] 如图甲所示,单匝矩形线圈abcd垂直固定在匀强磁场中.规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示.以方向向右为安培力的正方向,下列关于bc段导线受到的安培力F随时间变化的图像正确的是 (　) A　B C　D 考向二　动生类图像问题 例4 (多选)[2025·吉林延边二中模拟] 在光滑绝缘的水平面上有两相互平行的边界MN、PQ,边界内有竖直向下的匀强磁场.紧靠MN有一材料相同、粗细均匀的正方形线框abcd,如图所示(俯视图).已知线框边长为L,磁场宽度为2L.从t=0时刻起线框在水平向右外力作用下从图示位置由静止开始水平向右做匀加速直线运动.则从线框ab边进磁场到cd边出磁场的过程中,以下关于线框中的磁通量Φ、ab边两端电压U、外力F和电功率P随位移x变化的规律图像正确的是 (　) A　B C　D 线框切割磁感线要注意是单边切割还是双边切割(感应电流同向相加、反向相减),等效长度为在磁场中导线首尾相连在垂直于速度方向的投影长度. 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题二十三　电磁感应中的电路和图像问题 例1　AC　[解析] 由题图乙可知磁感应强度增大,根据楞次定律可判断出线圈中感应电流方向为逆时针,则通过电阻R1的电流方向为自上向下,故A正确;t0时刻,圆形金属线圈的磁通量为Φ=2B0·π=2πB0,故B错误;根据法拉第电磁感应定律有E=n,其中S=π,==,代入可得E=,根据闭合电路欧姆定律可得电阻R2两端的电压U2=E=,故C正确;根据闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为I==,在0~t0时间内通过电阻R2的电荷量q=It0=,故D错误. 例2　AD　[解析] 根据右手定则可知,t时刻通过金属杆的电流方向为N到M,A正确;t时刻金属杆切割磁感线的有效长度为L=2x=2vt,金属杆产生的感应电动势为E=BLv=2Bv2t,金属杆在回路中的电阻为R=Lr=2vtr,回路中的感应电流为I===,可知感应电流恒定不变,B错误;该过程中,通过金属杆某截面的电荷量为q=It=,C错误;该过程中,金属杆做匀速运动,可知外力与金属杆受到的安培力平衡,有F=F安=BIL=x∝x,该过程外力做的功为WF=x=vt=,D正确. 例3　B　[解析] 由楞次定律可知,通过线圈的感应电流方向先顺时针再逆时针,磁场方向不变,bc段导线受到的安培力方向应先向右再向左,选项A、D错误;由F=BIL=BL=BL0,0~T内为定值,F与B成正比从而与t成正比,选项B正确,C错误. 例4　AD　[解析] 线框中的磁通量Φ=BS,可知0~L,Φ=BLx,Φ随x均匀增大,L~2L,Φ=BL2不变,2L~3L,Φ=BL(3L-x),Φ随x均匀减小,A正确;根据法拉第电磁感应定律结合欧姆定律可知,0~L,U=E=BL·v=BL·,完全进入磁场的瞬间U=E'=BL·,完全进入磁场后在磁场中加速运动,此时U=E'=BL·,线框的ab边出磁场的瞬间U=E'=BL·,线框完全出磁场后磁通量变化为零,此时Uab=0,B错误;0~L,线框的ab边开始进入磁场的安培力为F=BL+ma=+ma,F与x不是线性关系,C错误;0~L,电功率P===,L~2L,线框完全进入磁场,I=0,电功率为0,2L~3L,线框离开磁场,电功率P'===,D正确. 学科网（北京）股份有限公司 $