2026高考一轮总复习 物理课件_重难突破14⇒电磁感应中的电路和图像问题_含解析

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突破点一　电磁感应中的电路问题
1. 电磁感应中电路知识的关系图
2. 解决电磁感应中电路问题的“三部曲”
〔多选〕如图所示，光滑的金属框CDEF水平放置，宽为L，在E、F间连接一阻值为R的定值电阻，在C、D间连接一滑动变阻器R1（0≤R1≤2R）。框内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一长为L、电阻为R的导体棒AB在外力作用下以速度v匀速向右运动。金属框电阻不计，导体棒与金属框接触良好且始终垂直，下列说法正确的是（　　）
（2025·广东惠州一中模拟）如图所示，固定平行导轨间有磁感应强 度大小为B、方向垂直于导轨平面向里的匀强磁场，导轨间距为l且足够 长，左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计。现有一长为2l的金属棒垂 直放在导轨上，在金属棒以O点为旋转中心沿顺时针方向以角速度ω转过 60°的过程中（金属棒始终与导轨接触良好，电阻不计）（　　）
注意 感应电荷量的大小由线圈匝数n、磁通量的变化量ΔΦ、回路的总电阻 R总共同决定，与时间Δt无关。
　〔多选〕法拉第设计了世界上第一台发电机，模型如图所示，将一半径 为r的铜圆盘，在竖直面内绕过圆盘中心的水平轴，以角速度ω匀速旋转， 圆盘的边缘和圆心处各与一铜电刷紧贴，用导线与灯泡R连接起来，下列 说法正确的是（　　）
突破点二　电磁感应中的图像问题
解答电磁感应中的图像问题的四个关键
图甲是同种规格的电阻丝制成的闭合线圈，其中有垂直于线圈平面的匀强磁场，图乙为线圈中的磁感应强度B（取垂直于线圈平面向里为正方向）随时间t变化的关系图像。则下列关于线圈中的感应电动势E、感应电流i、磁通量Φ及线圈bc边所受的安培力F随时间变化的关系图像中正确的是（取顺时针方向为感应电流与感应电动势的正方向，水平向左为安培力的正方向）（　　）
解析：由图乙可知，0～1 s内，磁感应强度B增大，线圈所包围区域中的磁 通量Φ增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，为负值，感应电 动势也为负值，A图错误；1～2 s内，磁通量不变，无感应电流，B、C图 错误；2～3 s内，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，B减小，Φ减小，由 楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，3～4 s内，B的方向垂直纸面向 外，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，由左手定 则可知，在0～1 s内，bc边受到的安培力方向水平向左，是正值，根据F＝ IlB，可知安培力均匀增加，1～2 s内无感应电流，bc边不受安培力，2～3 s，安培力方向水平向右，是负值且逐渐减小，3～4 s，安培力方向水平向 左，是正值且逐渐变大，D图正确。
（2025·陕西汉中龙岗学校期末）如图甲所示，有一个面积为100 cm2 的金属圆环，电阻为0.1 Ω，圆环中磁感应强度的变化规律如图乙所示， 且磁场方向与圆环所在平面垂直，若以垂直于纸面向里为磁场正方向，则 在A→C的过程中，圆环中感应电流I的方向和流过它某横截面的电荷量q分 别为（　　）
1. 关于感应电动势和感应电流，下列说法正确的是（　　）
解析： 　不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中 就有感应电动势，只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电 路中才有感应电流，B正确。
2. 如图所示是两个相互连接的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻 的二分之一，匀强磁场垂直穿过大金属环所在区域，当磁感应强度随时间 均匀变化时，在大金属环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势 差为（　　）
4. （2025·湖南浏阳期末）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，线圈所围的面积为0.1 m2，线圈电阻为1 Ω。规定线 圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示。磁场的磁 感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。以下说法正确的是（　　）
5. （2025·江西赣西五校联考）如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、 cd，b、d间连有一定值电阻R，导轨电阻可忽略不计。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向里（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（　　）
6. 〔多选〕（2025·广东茂名一模）如图甲所示，底部固定有正方形线框 的列车进站停靠时，以初速度v水平进入竖直向上的磁感应强度为B的正方 形有界匀强磁场区域，如图乙所示，假设正方形线框边长为l，每条边的电 阻相同。磁场的区域边长为d，且l＜d，列车运动过程中受到的轨道摩擦力 和空气阻力恒定，下列说法正确的是（　　）
7. （2025·江苏常州模拟）在如图甲所示的电路中，电阻R1＝R，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，圆心与线圈圆心重合）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（B0、t0均已知），其余导线的电阻不计。t＝0时刻闭合开关S，下列说法正确的是（　　）
8. 〔多选〕（2025·湖北十堰期末）如图所示，光滑铜环水平固定，OO'为 过圆心的竖直轴，长为2l、电阻为r的铜棒OA的一端在O处，另一端与铜环 良好接触，OA与OO'的夹角为30°，整个装置处在磁感应强度大小为B、 方向竖直向上的匀强磁场中。现使铜棒OA绕OO'以角速度ω逆时针（俯 视）匀速转动，A端始终在铜环上，定值电阻的阻值为3r，其他电阻不 计，下列说法正确的是（　　）
9. 〔多选〕（2025·湖北随州一中模拟）如图所示，由某种粗细均匀的、 总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖 直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。一接入电路的电阻为R的导体棒 PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程中PQ始终与 ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程 中（　　）
10. （2025·山东桓台一中期中）如图所示，顶角θ＝45°的光滑金属导轨 MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀 强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨 MON向右滑动，导体棒的质量为m，导轨与导体棒单位长度的电阻均为r， 导体棒与导轨的接触点分别为a和b，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨 良好接触。t＝0时，导体棒位于顶角O处。求：
（1）t时刻流过导体棒的电流大小I和电流方向，并判断a、b两端电势高低。
（2）导体棒做匀速直线运动时水平外力F随时间t变化的表达式。
（3）导体棒在0～t时间内产生的焦耳热Q。