1、课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束第 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电磁感应与电路知识的关系图闭合电路 电磁感应课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2电磁感应中的两类电路问题(1)以部分电路欧姆定律为中心，包括六个基本物理量(电压、电流、电阻、电功、电功率、电热)，三条定律(部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律)，以及若干基本规律(串、并联电路特点等)。(2)以闭合电路欧姆定律为中心，讨论电动势概念，闭合电路中的电流、路端电压
2、以及闭合电路中能量的转化。课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束3解决电磁感应中的电路问题三步曲课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束典例(2014全国卷)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图931所示。整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)。直导体
3、棒在水平外力作用下以角速度绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒和导轨的电阻均可忽略。重力加速度大小为g。求(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率。思路点拨(1)如何求解导体棒AB产生的感应电动势？提示：导体棒AB转动产生感应电动势，可应用EBlV求解。V为AB棒中点处的速度。(2)导体棒在转动过程中，有哪些力做功？分别做正功还是负功？提示：外力F做正功，安培力做负功，摩擦力做负功。课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束课堂释疑一站突破课后演练对点设计第
4、3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束方法规律电磁感应中电路问题的题型特点闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运动，在回路中将产生感应电动势和感应电流。从而考题中常涉及电流、电压、电功等的计算，也可能涉及电磁感应与力学、电磁感应与能量的综合分析。课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束针对训练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 l1 m，cd 间、de 间、cf 间分别接着阻值R10 的电阻。一阻值 R10 的导体棒 ab
5、以速度 v4 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 B0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。下列说法中正确的是()图 9-3-2课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析：由右手定则可知 ab 中电流方向为 ab，A 错误。导体棒 ab 切割磁感线产生的感应电动势 EBlv，ab 为电源，cd 间电阻 R 为外电路负载，de 和 cf 间电阻中无电流，de 间无电压，因此 cd 和 fe 两端电压相等，即 U E2RRBlv2 1 V，B、D 正确，C 错误。答案：BD A导体棒 ab 中电流
6、的流向为由 b 到 aBcd 两端的电压为 1 VCde 两端的电压为 1 VDfe 两端的电压为 1 V课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2(多选)(2015江苏宿迁第一次调研)用一根横截面积为 S、电阻率为 的硬质导线做成一个半径为 r 的圆环，ab 为圆环的一条直径。如图 9-3-3 所示，在ab 的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率Bt k(k0)。则()图 9-3-3课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结
7、束A圆环中产生逆时针方向的感应电流B圆环具有扩张的趋势C圆环中感应电流的大小为krS2D图中 a、b 两点间的电势差 Uab14kr2课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束答案：BC 解析：根据楞次定律和安培定则，圆环中将产生顺时针方向的感应电流，且具有扩张的趋势，A 错误、B 正确；根据法拉第电磁感应定律，圆环中产生的感应电动势大小为 EBr2tkr2，由电阻定律知 R2rS，所以感应电流的大小为 IERkrS2，C 正确；根据闭合电路欧姆定律可得 a、b 两点间的电势差 Uab12kr2，D 错误。课堂释疑一站突破课后演练对
8、点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束3(2015安徽师大附中第一次模拟)如图 9-3-4所示，固定的光滑金属导轨间距为 L，导轨电阻不计，上端 a、b 间接有阻值为 R 的电阻，导轨平面与水平面的夹角为，且处在磁感应强度大小为 B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为 m、电阻为 r 的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度 v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触，弹簧的中心轴线与导轨平行。图 9-3-4课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸
9、就品牌 品质赢得未来 物理结束(1)求初始时刻通过电阻 R 的电流 I 的大小和方向；(2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为 v，求此时导体棒的加速度大小 a。解析：(1)导体棒产生的感应电动势 E1BLv0通过 R 的电流大小 I1 E1RrBLv0Rr电流方向为 ba。(2)导体棒产生的感应电动势为 E2BLv感应电流 I2 E2RrBLvRr课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束导体棒受到的安培力大小 FBILB2L2vRr，方向沿斜面向上根据牛顿第二定律有 mgsin Fma解得 agsin B2L2vmRr。答案
10、：(1)IBLv0Rr ba(2)agsin B2L2vmRr课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束要点二 电磁感应中的图像问题1图像问题的求解类型求解流程据图像分析判断电磁感应过程据电磁感应过程选图像类型课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2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。3解决图像问题的一般步骤(1)明确图像的种类，即是 B-t 图还是-t 图，或者 E-t 图、I-t 图等；
11、(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；课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关系式；(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。课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束4电磁感应中图像类选择题的两个常用方法(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是分析
12、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。多维探究课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束1F 安-t 图像典例 1(2013山东高考)将一段导线绕成图 9-3-5 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中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，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
13、随时间 t 变化的图像是()图 9-3-5课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束图 9-3-6课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析 本题考查电磁感应中的图像问题，意在考查考生利用法拉第电磁感应定律及楞次定律、左手定则处理电磁感应综合问题的能力。0T2时间内，根据法拉第电磁感应定律及楞次定律可得回路的圆环形区域产生大小恒定的、顺时针方向的感应电流，根据左手定则，ab 边在匀强磁场中受到水平向左的恒定的安培力；同理可得T2T 时间内，ab 边在匀强磁场中受到水平
14、向右的恒定的安培力，故 B 项正确。答案 B课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束典例 2(2013全国卷)如图 9-3-7，在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为 R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为 d(dL)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。t0 时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列 v-t 图像中，可能正确描述上述过程的是()图 9-3-72v-t 图像图 9-3-8课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电
15、路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析 本题考查电磁感应、安培力、速度图像及其相关知识，意在考查考生分析解决问题的能力和应用图像描述物理过程的能力。由于导线框闭合，导线框以某一初速度向右运动，其右侧边开始进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势和感应电流，右侧边受到安培力作用，做减速运动；导线框完全进入磁场中时，导线框中磁通量不变，不产生感应电流，导线框不受安培力作用，做匀速运动；导线框右侧边开始出磁场时，左侧边切割磁感线产生感应电动势和感应电流，左侧边受到安培力作用，导线框做减速运动；导线框进、出磁场区域时，受到的安培力不断减小，导线框的加速度不断减小，所以可能正确描述导线框运动
16、过程的速度图像是 D。答案 D课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束3E-t 图像典例 3(2013浙江高考)磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度 v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其 E-t 关系如图 9-3-9 所示。如果只将刷卡速度改为v02，线圈中的 E-t 关系图可能是()图 9-3-9课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束图 9-3-10课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量
17、铸就品牌 品质赢得未来 物理结束答案 D解析 本题考查电磁感应，意在考查考生对电磁感应的理解和应用能力。若将刷卡速度改为v02，线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会减半，周期将会加倍，故 D 项正确，其他选项错误。课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束典例 4(2015济南外国语学校测试)如图 9-3-11 所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上。若取顺时针方向为电流的正方向，则金属
18、框穿过磁场过程的感应电流 i 随时间 t 变化的图像是下图所示的()图 9-3-114i-t 图像图 9-3-12课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析 根据楞次定律，在进磁场的过程中，感应电流的方向为逆时针方向，切割的有效长度线性增大，排除选项A、B；在出磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，切割的有效长度线性减小，排除 D。故选项 C 正确。答案 C课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束典例 5 边长为 a 的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边
19、界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图 9-3-13 所示，则下列图像与这一过程相符合的是()5综合图像图 9-3-13图 9-3-14课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 电磁感应中的电路和图像问题 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析 该过程中，框架切割磁感线的有效长度等于框架与磁场右边界两交点的间距，根据几何关系有 l 有2 33 x，所以 E 电动势Bl 有v2 33 Bvxx，选项 A 错误，B 正确；F 外力B2l2有vR4B2x2v3Rx2，选项 C 错误；P 外力功率F 外力vF 外力x2，选项 D 错误。答案 B课堂释疑一站突破课后演练对点设计质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束第3节 电磁感应中的电路和图像问题 “课后演练对点设计”见“课时跟踪检测(三十二)”(单击进入电子文档)谢 谢 观 看
