课时突破练60　电磁感应中的电路和图像问题 专项训练-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电磁感应电路与图像问题，以命题角度为纲构建"概念-方法-应用"三层训练体系，融合科学推理与模型建构素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |动生电动势|题1|平衡条件+闭合电路欧姆定律|从电磁感应现象到电路动态平衡的推理链| |感生电动势|题2|磁通量变化量计算电荷量|楞次定律与法拉第电磁感应定律的综合应用| |图像问题|题3-4|公式推导+图像斜率分析|电磁感应过程量与状态量的函数关系建构| |综合应用|题5-7|跨模块公式融合+多过程分析|电路分析、力学平衡与能量观念的整合迁移|

课时突破练60　电磁感应中的电路和图像问题 基础·满分练 命题角度一　动生电动势电路问题的分析 1.在垂直于匀强磁场的平面中,有两根平行的、电阻不计的金属轨道,两根金属滑杆ab、cd平行地放在轨道上方,金属滑杆电阻Rab<Rcd,如图所示。金属滑杆与轨道接触良好,不计摩擦力。当ab在水平外力F1作用下匀速向右滑动时,cd在水平外力F2的作用下保持静止不动,则F1、F2以及金属滑杆两端电压Uab与Ucd的比较结果是(　　) A.F1>F2,Uab<Ucd B.F1=F2,Uab=Ucd C.F1<F2,Uab=Ucd D.F1=F2,Uab<Ucd 命题角度二　感生电动势电路问题的分析 2.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与半圆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逆时针转到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B'(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则等于(　　) A. B. C. D.2 命题角度三　已知电磁感应过程选图像的方法 3.(2025浙江选考模块)如图,一足够大的“”形导轨固定在水平面,导轨左端接一灵敏电流计G,两侧导轨平行。空间中各处的磁感应强度大小均为B且随时间同步变化,t=0时刻,在电流计右侧某处放置一导体棒,并使之以速度v0向右匀速运动,发现运动过程中电流计读数始终为零,已知导体棒与导轨接触良好,则磁感应强度随时间变化的关系可能正确的是(　　) 命题角度四　已知图像分析电磁感应过程的方法 4.(多选)某无线充电接收器构造如图甲,为方便计算,简化模型如图乙所示。其中线圈的外圈半径为2.4 cm,内圈半径为0.8 cm,两端与整流电路相连,电阻不计。在垂直于线圈平面施加如图丙所示随时间变化的匀强磁场,设磁场垂直于纸面向外为正,则(　　) A.t=0.01 s时,内圈抽头的电势比外圈抽头的电势高 B.外圈感应电动势约为内圈的9倍 C.内圈的感应电动势约为0.04 V D.整流电路的输入电压约为0.36 V 能力·高分练 5.(2026浙江温州模拟)如图1所示为演示自感现象的实验电路。实验时,先闭合开关S,电路达到稳定后,灯泡A和B处于正常发光状态,在t0时刻,将开关S断开,测量得到t0时刻前后灯泡A、B两端电势差Uab、Ucd随时间t的变化关系。电源内阻及电感线圈L的直流电阻可忽略不计。下列说法正确的是(　　) A.图2所示为灯泡A两端电势差Uab在S断开前后随时间的变化关系 B.S断开瞬间,自感线圈L两端电势差大小为U0 C.由图1可知电源电动势为2U0 D.由图2和图3可知两灯泡正常发光时,灯泡A的阻值与灯泡B的阻值之比为1∶2 6.(跨模块融通)(多选)如图所示,光滑平行金属导轨左端接一定值电阻R,水平置于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,导轨上有一质量为m、电阻为R的导体棒MN以初速度v0向右运动。已知导体棒长度为d,导轨间距为L,导轨电阻不计,导体棒的瞬时速度为v,所受安培力大小为F,流过导体棒的电荷量为q,导体棒两端的电压为U。下列描述各物理量随时间t或位移x变化的图像正确的是(　　) 素养·提升练 7.(16分)如图甲所示,两组平行金属导轨在同一水平面固定,间距分别为d和1.5d,分别连接电阻R1、R2,边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化关系如图乙所示。t=0时,在距磁场左边界d处,一长为1.5d的均匀导体棒在外力作用下,以恒定速度v0向右运动,直至通过磁场,导体棒至磁场左边界时与两组导轨同时接触。导体棒阻值为3R,R1、R2的阻值分别为2R、R,其他电阻不计,导体棒与导轨垂直且接触良好。求: (1)0~时间内,R1中的电流方向及其消耗的电功率P; (2)时间内,棒受到的安培力F安的大小和方向。 答案： 1.B　解析 通过两金属滑杆的电流大小一样,两金属滑杆都处于平衡状态,则F1=IlB,F2=IlB,所以F1=F2,A、C错误;ab在运动,相当于电源,Uab≠IRab,Uab是路端电压,即为外电阻Rcd上的电压,即Uab=Ucd,B正确,D错误。 2.B　解析 设半圆半径为r,过程Ⅰ回路中磁通量变化量ΔΦ1=Bπr2,设OM的电阻为R,流过OM的电荷量q1=;过程Ⅱ回路中磁通量变化量ΔΦ2=(B'-B)πr2,流过OM的电荷量q2=,又q2=q1,联立解得,选项B正确。 3.C　解析 设导体棒开始运动时,距离导轨左端为x,磁场的磁感应强度为B0,依题意,导体棒和导轨内部始终无电流,可得B0lx=Bl(x+v0t),整理得t+,故与t为一次函数关系。故选C。 4.BC　解析 t=0.01 s时,穿过线圈的磁场由向里变为向外,根据楞次定律,应产生顺时针的感应电流,所以内圈抽头的电势比外圈抽头的电势低,故A错误;根据E=S可知感应电动势与面积成正比,外圈半径是内圈半径的3倍,所以外圈感应电动势约为内圈的9倍,故B正确;内圈的感应电动势约为E内=S=×3.14×(0.8×10-2)2 V=0.04 V,故C正确;外圈的感应电动势约为E外=S=×3.14×(2.4×10-2)2 V=0.36 V,整流电路的输入电压约为U=E外-E内=0.32 V,故D错误。 5.D　解析 电路达到稳定后,灯泡A和B处于正常发光状态,Uab>0,Ucd>0;开关S断开瞬间,由于自感,Uab>0,Ucd<0,所以图2所示为灯泡B两端电势差Ucd在S断开前后随时间的变化关系,故A错误。根据图2,S断开瞬间,自感线圈L两端电势差大小为U=Uab+Udc=3U0,故B错误。电路达到稳定后,灯泡A和B处于正常发光状态,由图1可知电源电动势为U0,故C错误。S断开瞬间,线圈L、灯泡A、B构成闭合回路,经过两灯泡的电流相等,由于Udc=2Uab,根据U=IR,则灯泡A的阻值与灯泡B的阻值之比为1∶2,故D正确。 6.AC　解析 根据牛顿第二定律有F=BIL=ma,根据法拉第电磁感应定律有E=BLv,其中I=,解得F==ma,可知导体棒的速度逐渐减小,且加速度逐渐减小,初始时刻安培力大小为,故A正确,D错误;根据欧姆定律可知U=BLv=BLv,则电压的最大值为BLv0,故B错误;q=Δt=Δt=,则q与x成正比例关系,故C正确。 7.(1)N到M　　(2)　水平向左 解析 (1)由图乙可知在0~时间段内,磁场均匀增加,根据楞次定律可知R1中的电流方向为N到M; 0~时间内,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势为E= 0~时间内,导体棒接入MN之间的电阻为2R,所以电流为I总= R1消耗的电功率为P=×2R=×2R=。 (2)在时间内,根据左手定则可知棒受到的安培力方向水平向左; 分析电路可知MN之间的部分导体棒相当于电源,MN之外的部分和R2串联然后再和R1并联,并联电路的总电阻为R并==R 回路中的总电阻为R总=2R+R并=3R 根据E'=B0dv0 F安=B0Id I= 联立可得F安=。 1 学科网（北京）股份有限公司 $