25-26学年物理(人教版)选择性必修二课件：第2章 专题7 电磁感应中的电路与图像问题

专题提升七　电磁感应中的电路与图像问题第二章　电磁感应1.掌握电磁感应现象中电路问题和电荷量求解问题的基本思路和方法,建立解决电磁感应现象中电路问题的思维模型。2.将抽象思维与形象思维相结合,综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的图像问题。学习目标目 录CONTENTS随堂对点自测02提升1提升2　电磁感应中的电荷量问题提升1　电磁感应中的电路问题提升3　电磁感应中的图像问题提升1　电磁感应中的电路问题 例1 (多选)(教材P46 B组T3改编)如图所示,固定在匀强磁场中的由均匀电阻丝构成的正方形导线框abcd边长为l、电阻为4R,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于导线框所在平面向里。现有一段长为l、阻值为R的金属棒PQ架在线框上,并以恒定速度v从ad边滑向bc边。PQ在滑动过程中与ab边垂直且与导线框的接触良好,下列说法正确的是(　　) AD (1)“电源”的确定方法:“切割”磁感线的导体(或磁通量发生变化的线圈)相当于“电源”,该部分导体(或线圈)的电阻相当于“内电阻”。(2)电流的流向:在“电源”内部电流从负极流向正极,在“电源”外部电流从正极流向负极。B训练1 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差的绝对值最大的是(　　) 提升2　电磁感应中的电荷量问题 例2 如图甲所示,abcd为正方形导线框,线框处在磁场中,磁场垂直于线框平面,线框边长L=0.5 m,电阻R=1 Ω,磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示,在0~0.5 s和1~2 s的时间内通过线框截面的电荷量分别为q1和q2。则q1∶q2为(　　)A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.1∶4C B训练2 如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为d和2d的单匝闭合线框a和b,以相同的速度将线框从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外。若此过程中流过两线框的电荷量分别为qa、qb,则qa∶qb为(　　)A.1∶4B.1∶2C.1∶1D.不能确定 提升3　电磁感应中的图像问题1.电磁感应中的图像问题2.解决此类问题的一般步骤例3 如图所示,在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场,其宽度均为L。现将宽度也为L的矩形闭合线圈,从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域,则在该过程中,能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的外力随时间变化的图像是(　　)D解析　当矩形闭合线圈进入磁场时,由法拉第电磁感应定律判断,感应电流的大小在中间时段是最大的,故选项A、B错误;由楞次定律可知,当矩形闭合线圈进入磁场和出磁场时,磁场力总是阻碍线圈的运动,方向始终向左,因安培力的大小不同且在中间时段最大,由左手定则知,在中间时段安培力的方向也向左,所以外力始终水平向右,故选项C错误,D正确。求解图像类选择题的两种常用方法(1)排除法:定性分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化情况(变化快慢及均匀变化还是非均匀变化),特别是分析物理量的正负,以排除错误的选项。(2)函数法:根据题目所给条件定量地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。D训练3 如图甲所示,矩形导线框abcd固定在变化的磁场中,产生了感应电流(电流方向沿abcda为正方向)。若规定垂直纸面向里的方向为磁场的正方向,能够产生如图乙所示电流的磁场为(　　)解析　由题图乙可知,0~t1内,线框中电流的大小与方向都不变,根据法拉第电磁感应定律可知,线框中磁通量的变化率不变,故0~t1内磁感应强度与时间的关系图线是一条倾斜的直线,A、B错误;又由于0~t1时间内电流的方向为正,即沿abcda方向,由楞次定律可知,电路中感应电流的磁场方向垂直纸面向里,故0~t1内原磁场垂直纸面向里减小或垂直纸面向外增大,C错误,D正确。随堂对点自测2D1.(电磁感应中的电路问题)(2025·山东菏泽高二期中)如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点A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(与环接触良好),当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则此时AB两端的电压为(　　)  C2.(电磁感应中的电荷量问题)(2025·天津南开高二期末)如图所示,竖直虚线MN的左侧有方向垂直于线圈所在平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场,一面积为S、电阻为R的单匝圆形线圈以大小为v的速度向左匀速进入磁场,线圈的直径CD始终与MN平行,下列说法正确的是(　　)  AC3.(电磁感应中的图像问题)(多选)如图所示,空间分布着宽为L、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域。规定顺时针方向为电流的正方向,则感应电流随位移变化的关系图像(i-x)、ab两端电势差随位移变化的关系图像(Uab-x),可能正确的是(　　) 课后巩固训练3D题组一　电磁感应中的电路问题1.如图所示,由均匀导线制成的半径为R的圆环以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的有直线边界(图中竖直虚线)的匀强磁场。当圆环运动到图示位置(∠aOb=90°)时,a、b两点的电势差为(　　)基础对点练  BC2.(多选)(2025·四川南充高二月考)在图中,EF、GH为平行的金属导轨,其电阻不计,R为电阻,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的导体棒。有匀强磁场垂直于导轨平面。若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流,则当AB棒(　　)A.匀速滑动时,I1 = 0,I2 = 0B.匀速滑动时,I1 ≠ 0,I2 = 0C.减速滑动时,I1 ≠ 0,I2≠ 0D.减速滑动时,I1 = 0,I2 = 0解析　电容器在电路中与电阻R并联,两端电压为AB端电压,所以当导体棒匀速滑动时,电容器两端电压不变,则I2=0,电阻R中电流不为零,则I1 ≠ 0,故B正确,A错误;减速滑动时,电容器两端电压随导体棒速度的减小而减小,所以电容器一直在放电,放电电流不为零,通过电阻的电流也不为零,则I1 ≠ 0,I2≠ 0,故C正确,D错误。B3.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。下列判断正确的是(　　)A.Ua