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电磁感应中的电路和图像问题

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第3节电磁感应中的电路和图像问题
要点一电磁感应中的电路问题
1.电磁感应中电路知识的关系图
1.（多选）（2015焦作一模）如图9-3-2所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为I = 1 m, cd间、de间、cf间分别接着阻值R= 10
Q的电阻。

一阻值R= 10 Q的导体棒ab以速度v = 4 m/s匀速向左运动，
导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B= 0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。

F列说法中正确的是（）
A.导体棒ab中电流的流向为由b到a
B.cd两端的电压为1 V
C.de两端的电压为1 V
D. fe两端的电压为1 V
2,磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直穿过环平面，环的最高点A处用铰链
连接长度为2a、电阻为r的导体棒AB AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v,则此时A B两端的电压大小为（）1
2.分析电磁感应电路问题的基本思路
A. gR av
2
C^Rav D. Rav
3、如图所示，匀强磁场B= 0.1 T,金属棒AB长0.4 m ,
、1
与框架宽度相同，电阻为3 Q,框架电阻不计，电阻 2 Q, 艮=1 Q,当
金属棒以5 m/s的速度匀速向左运动时，求：
（1）流过金属棒的感应电流多大？
（2）若图中电容器C为0.3折，则充电荷量是多少？
要点二电磁感应中的图像问题
1、（2013山东高考）将一段导线绕成图9-3-4甲所示的闭合
回路，并固定在水平面（纸面）内。

回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强
磁场I中。

回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场n,以向里为磁场n的正方
向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所
示。

用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能
正确反映F随时间t变化的图像是（）
（二）V-t图像
2、（2013福建高考）如图9-3-5,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同
高度静止释放，用t1、12分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。

线框下落
X
X X
1 -------------------
XXX
X n用
X xC x x袖
X X XXX
X X X XXX
LL
L n:T\ t
,\ B
D
过程形状不变，ab 边始终保持与磁场水平边界线 00平行，线框平面与磁场方向垂直。

设00下方 磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度 v 随时间t 变
化的规律（ ）
动势E 变化的是（
）
4、如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨 MN PQ 竖 直放置，其宽度L = 1 m 一匀强磁场垂直穿过导轨平面， 导轨的上端M 与P 之间连接阻值为R = 0.40 Q 的电阻， 质量为m= 0.01 kg 、电阻为r = 0.30 Q 的金属棒ab 紧 贴在导轨上.现使金属棒ab 由静止开始下滑，下滑过程 中ab 始终保
持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离 x 与时间t 的关系如图乙所示，图象中的OA 段为曲线，AB 段为直线，导轨电
阻不计，g = 10 m/s 2（忽略ab 棒运动 过程中对原磁场的影
响），求：
（1）磁感应强度B 的大小；
⑵ 金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，通过电阻R 的电荷量
;
感应强度B 随时间t 如图乙变化时，下列选项中正确表示线圈中感应电
（三）E -t 图像
3、 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
9-3-6甲所示，当磁场的磁
乙
A
C
X X X X N Q 甲 乙
（3）金属棒ab在开始运动的1.5 s内，电阻R上产生的热量.
能力提升
1、穿过闭合回路的磁通量①随时间t变化的图象分别如图①〜④所示. 回路中产生的
感应电动势的论述中正确的是（）
A. 图①中，回路产生的感应电动势恒定不变
B. 图②中，回路产生的感应电动势一直在变大
C. 图③中，回路在0〜t i时间内产生的感应电动势小于在
电动势
t 1〜t 2时间内产生的感应
D.图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大
2.如图所示，两根相距为I的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R,导
轨电阻忽略不计，MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其
电阻也为R整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，
磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内），现对MN施力使
它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动，令U表示MN两端电压的
大小，则（）
1
A. U= 2vBl，流过固定电阻R的感应电流由b到d
/?U X X
X X
V
X
X X
~~c
N
1 、、
B. U= ?vBl，流过固定电阻R的感应电流由d到b
C. U= vBl，流过固定电阻R的感应电流由b到d
D. U= vBl，流过固定电阻R的感应电流由d到b
3. （2015 茂名二模）如图5所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，
磁场方向垂直纸面向里。

一个三角形闭合导线框，由位置1（左）沿纸面匀速
运动到位置2（右）。

取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点（t = 0），规
定逆时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间
关系的是（
）
A B I)
4、如图所示，在方向垂直于纸面向里，磁感应强度为 B 的匀强磁场区 域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框 abed ，线框在水平拉力作用下 以恒定的速度v 沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框 de 边始终与磁场右 边界平行，线框边长 ad = l , ed = 21，线框导线的总电阻为 R 则线框离开磁 场的过程中（ ）
4Blv
A . ab 间的电压为 3
5. （2015山西四校联考）矩形导线框abed 放在匀强磁场中， 在外
力控制下处于静止状态，如图 7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导线框平面向里，在 0〜4 s 时 间内，导线框ad 边所受安培力随时间变化的图像
（规定向左为安
培力正方向）可能是下面选项中的（ ）
B C D
6. （2015合肥二模）如图8甲所示，一个匝数n = 100的圆 形导体线圈，面积 S = 0.4
2
，电阻r = 1 Q 。

在线圈中存在
面积S = 0.3 m 2
的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应 强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示。

有一个
F = 2 Q 的电
阻，将其两端a 、b 分别与图甲中的圆形线圈相连接， b 端接地，则
下列说法正确的是 （
）
A .圆形线圈中产生的感应电动势
E = 6 V
B. 在0〜4 s 时间内通过电阻 R 的电荷量q = 8 C
B . ad 间的电压为 2Blv
一
3—
C. 线框中的电流在
D. 线框中的电流在 ab 边产生的热量为 —2. 3
8Bl v
3R
ad 边产生的热量为 —2. 3 2Bl v 3R
乙
A B I) C.设b端电势为零，则a端的电势审=3 V
D.在0〜4 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q= 18 J
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专题三 电磁感应中的电路及图像问题

专题三 电磁感应中的电路及图像问题

专题三电磁感应中的电路及图像问题一、电磁感应中的电路问题1.对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就是电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等。

这种电源将其他形式的能转化为电能。

2.对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成。

3.解决电磁感应中的电路问题三步曲：(1)确定电源。

利用E＝n ΔΦΔt或E＝BL v求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。

(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图。

(3)利用电路规律求解。

主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解。

[复习过关]1.如图1甲所示，面积为0.1 m2的10匝线圈EFG处在某磁场中，t＝0时，磁场方向垂直于线圈平面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。

已知线圈与右侧电路接触良好，电路中的电阻R＝4 Ω，电容C＝10 μF，线圈EFG的电阻为1 Ω，其余部分电阻不计。

则当开关S闭合，电路稳定后，在t＝0.1 s至t＝0.2 s这段时间内()图1A.电容器所带的电荷量为8×10－5 CB.通过R的电流是2.5 A，方向从b到aC.通过R的电流是2 A，方向从b到aD.R消耗的电功率是0.16 W解析线圈EFG相当于电路的电源，电动势E＝n ΔBΔt·S＝10×20.2×0.1 V＝10 V。

由楞次定律得，电动势E 的方向是顺时针方向，故流过R 的电流是a →b ，I ＝E R ＋r＝104＋1A ＝2 A ，P R ＝I 2R ＝22×4 W ＝16 W ；电容器U C ＝U R ，所带电荷量Q ＝C ·U C ＝10×10－6×2×4 C ＝8×10－5 C ，选项A 正确。

答案 A2.三根电阻丝如图2连接，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R 1∶R 2∶R 3＝1∶2∶3，其余电阻不计。

电磁感应中的电路与图像问题

电磁感应中的电路与图像问题

电磁感应中的电路与 图像问
• 引言 • 电磁感应与电路的基本原理 • 电磁感应中的图像问题 • 电磁感应在电路中的应用 • 电磁感应中的图像问题实例解析 • 结论与展望
目录
Part
01
引言
主题简介
电磁感应是物理学中的一个重要概念，涉及到磁场和电流的变化以及它们之间的相互作 用。在电路中，电磁感应可以引起电压和电流的变化，从而影响电路的性能和功能。
电路基本元件与欧姆定律
总结词
欧姆定律是电路分析中的基本定律，它描述了电路中电压、电流和电阻之间的关 系。
详细描述
欧姆定律指出，在一个线性电阻元件中，电压与电流成正比，电阻是电压与电流 的比值。这个定律是分析电路的基本工具，用于计算电流、电压和功率等参数。
Part
03
电磁感应中的图像问题
电磁感应中的向量图
目前，对于电磁感应的研究主要集中在理论分析和实验验证 方面，而将电磁感应的物理现象转化为图像的研究相对较少 。因此，开展这方面的研究有助于填补这一领域的空白，并 为相关领域的发展提供新的思路和方法。
Part
02
电磁感应与电路的基本原理
法拉第电磁感应定律
总结词
法拉第电磁感应定律是电磁感应中的基本定律，它描述了磁场变化时会在导体中产生电 动势的规律。
掌握动态电路图的解析技巧有助于解决实际电路问题，提高分析和解决 问题的能力。
实际电路问题中的图像分析
实际电路问题通常比较复杂，需要借助 图像进行分析。
通过图像可以直观地表示电路的工作状 实际电路问题中的图像分析需要结合理
态和元件之间的关系，有助于发现和解 论和实践，掌握电路的基本原理和规律，
决问题。
通过动态电路图，可以观察和 分析电路中各元件的电压、电 流和功率随时间的变化情况。
第56讲电磁感应现象中的电路和图像问题(讲义)

第56讲电磁感应现象中的电路和图像问题(讲义)

第56讲电磁感应现象中的电路和图像问题目录复习目标网络构建考点一电磁感应中的电路问题【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 电磁感应中电路知识的关系图知识点2 “三步走”分析电路为主的电磁感应问题【提升·必考题型归纳】考向1 电路中的路端电压考向2 电路中的能量功率问题考点二电磁感应中的图像问题【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 电磁感应常见图像问题的种类及分析方法知识点2 电磁感应图像类选择题的常用解法【提升·必考题型归纳】考向1 Φt图像考向2 Bt图像考向3 it图像考向4 Et图像考向5 Ut图像真题感悟1、结合闭合电路欧姆定律，能够处理电磁感应现象中的电路问题。

2、结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，能够分析电磁感应现象中的各类图像问题。

电磁感应现象中的电路和图像问题电势和电势能大小1.电磁感应中电路知识关系图2.电路分析的步骤电磁感应中的图像问题1.电磁感应中的常见图像2.图像选择题的常用方法考点一电磁感应中的电路问题知识点1 电磁感应中电路知识的关系图知识点2 “三步走”分析电路为主的电磁感应问题考向1 电路中的路端电压1．如图，边长为0.1m的正方形金属框abcd由两种材料组成，其中ab边电阻为2Ω，其余3个边总电阻为1Ω，框内有垂直框面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增大，变化率Δ30T/sΔBt=，则abU为（）A．0.2V B．0.2V-C．0.125V-D．0.125V【答案】C【详解】根据法拉第电磁感应定律有，金属框中产生的感应电动势大小为20.3V B S B L E t t∆⋅∆⋅===∆∆由楞次定律可知产生的感应电流方向为逆时针。

可把金属框等效为ab 和bcda 两个电源，则ab U 为1320.125V 4343ab EE U =⨯-⨯=-故选C 。

2．如图所示，导线圆环总电阻为2R ，半径为d ，垂直磁场固定于磁感应强度为B 的匀强磁场中，此磁场的左边界正好与圆环直径重合，电阻为R 的直金属棒ab 以恒定的角速度ω绕过环心O 的轴匀速转动，a 、b 端正好与圆环保持良好接触。

新高考2021届高考物理小题必练24电磁感应中的图象与电路问题

新高考2021届高考物理小题必练24电磁感应中的图象与电路问题

(1)电磁感应的图像；(2)电磁感应与电路问题。

例1．(2019·全国卷I·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚线MN 所示。

一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上。

t ＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示。

则在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内( )A ．圆环所受安培力的方向始终不变B ．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C ．圆环中的感应电流大小为B 0rS4t 0ρD ．圆环中的感应电动势大小为B 0πr 24t 0【答案】BC【解析】第一过程从①移动②的过程中，左边导体棒切割产生的电流方向是顺时针，右边切割磁感线产生的根据楞次定律可知在0～t 0时间内，磁感应强度减小，感应电流的方向为顺时针，圆环所受安培力水平向左，在t 0～t 1时间内，磁感应强度反向增大，感应电流的方向为顺时针，圆环所受安培力水平向右，所以选项A 错误，B 正确；根据法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝12πr 2·B 0t 0＝B 0πr 22t 0，根据电阻定律可得R ＝ρ2πr S ，根据欧姆定律可得I ＝E R ＝B 0rS 4t 0ρ，所以选项C 正确，D 错误。

例2．(2020·山东卷·12)如图所示，平面直角坐标系的第一和第二像限分别存在磁感应强小题必练24：电磁感应中的图象与电路问题度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。

一位于Oxy 平面内的刚性导体框abcde 在外力作用下以恒定速度沿y 轴正方向运动（不发生转动）。

从图示位置开始计时，4 s 末bc 边刚好进入磁场。

在此过程中，导体框内感应电流的大小为I ， ab 边所受安培力的大小为F ab ，二者与时间t 的关系图像，可能正确的是( )【答案】BC【解析】因为4 s 末bc 边刚好进入磁场，可知线框的速度每秒运动一个方格，故在0～1 s 内只有ae 边切割磁场，设方格边长为L ，根据E 1＝2BLv ，11E I R=，可知电流恒定；2 s 末时线框在第二像限长度最长，此时有E 2＝3BLv ，22E I R=，可知I 2＝32I 1，2～4 s 线框有一部分进入第一像限，电流减小，在4s 末同理可得I 3＝12I 1，综上分析可知A 错误，B 正确；根据F ab ＝BIL ab ，可知在0～1 s 内ab 边所受的安培力线性增加；1 s 末安培力为F ab ＝BI 1L ，在2 s 末可得安培力为F ab ′＝B ×32I 1×2L ，所以有F ab ′＝3F ab ；由图像可知C 正确，D 错误。