專題13電磁感應(yīng)（講義）

專題13電磁感應(yīng)目錄TOC\o"14"\h\z\u考點一電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用 3 3 51.“三定則、一定律”的應(yīng)用 52.自感問題歸類 5 6考向一法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 6考向二“三個定則、一個定律”的綜合應(yīng)用 7考向三自感、渦流、電磁驅(qū)動和電磁阻尼 8考點二電磁感應(yīng)的綜合問題 9 9 131.電磁感應(yīng)中的圖像問題 132.電磁感應(yīng)中的電路問題 14 15考向一電磁感應(yīng)中的圖像問題 15考向二電磁感應(yīng)中的電路問題 17考點要求考題統(tǒng)計電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用考向一法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用：2023?重慶?高考真題、2023?湖北?高考真題、2022?江蘇?高考真題、2022?河北?高考真題、2021?重慶?高考真題、2021?山東?高考真題、2022?北京?高考真題考向二“三個定則、一個定律”的綜合應(yīng)用：2023?海南?高考真題、2023?江蘇?高考真題、2022?北京?高考真題、2022?廣東?高考真題考向三自感、渦流、電磁驅(qū)動和電磁阻尼：2023?北京?高考真題、2023?河北?高考真題、2021?北京?高考真題、2021?浙江?高考真題、2021?北京?高考真題、2021?浙江?高考真題電磁感應(yīng)的綜合問題考向一電磁感應(yīng)中的圖像問題：2023?福建?高考真題、2023?遼寧?高考真題、2023?全國?高考真題、2022?河北?高考真題考向二電磁感應(yīng)中的電路問題：2023?北京?高考真題、2023?浙江?高考真題、2022?山東?高考真題、2022?全國?高考真題、2021?遼寧?高考真題、2021?浙江?高考真題考情分析【命題規(guī)律及方法指導(dǎo)】1.命題重點：本專題就是高考的熱點問題，在選擇題中不僅會單獨對法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、安培定則、自感互感、感應(yīng)電動勢等基本內(nèi)容結(jié)合的考察，同時會結(jié)合圖像、電路等考察綜合應(yīng)用。2.常用方法：圖像法、等效法、微元法、降維法。3.?？碱}型：選擇題，計算題．【命題預(yù)測】1.本專題屬于熱點內(nèi)容；2.高考命題考察方向①法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用：感應(yīng)電流的產(chǎn)生、三定則一定律、自感、互感電磁驅(qū)動和電磁阻尼②電磁感應(yīng)的綜合問題：感應(yīng)電動勢的計算，電磁感應(yīng)與電路問題的結(jié)合，線框穿越有界磁場的問題，電磁感應(yīng)中各種圖像問題?？键c一電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用1．（2023·江蘇·高考真題）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，OC導(dǎo)體棒的O端位于圓心，棒的中點A位于磁場區(qū)域的邊緣。現(xiàn)使導(dǎo)體棒繞O點在紙面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)動。O、A、C點電勢分別為φ0、φA、φC，則（

）A．φO>φC B．φC>φA C．φO=φA D．φO－φA=φA－φC【考向】法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用【答案】A【詳解】ABC．由題圖可看出OA導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線，則根據(jù)右手定則可知φO>φA，其中導(dǎo)體棒AC段不在磁場中，不切割磁感線，電流為0，則φC=φA，A正確、BC錯誤；D．根據(jù)以上分析可知φO－φA>0，φA－φC=0，則φO－φA>φA－φCD錯誤。故選A。2．（2022·河北·高考真題）將一根絕緣硬質(zhì)細導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為，小圓面積均為，垂直線圈平面方向有一隨時間t變化的磁場，磁感應(yīng)強度大小，和均為常量，則線圈中總的感應(yīng)電動勢大小為（）A． B． C． D．【考向】法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用【答案】D【詳解】由法拉第電磁感應(yīng)定律可得大圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，每個小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，由線圈的繞線方式和楞次定律可得大、小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相同，故線圈中總的感應(yīng)電動勢大小為，故D正確，ABC錯誤。故選D。3．（2022·廣東·高考真題）（多選）如圖所示，水平地面（平面）下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長直導(dǎo)線。P、M和N為地面上的三點，P點位于導(dǎo)線正上方，平行于y軸，平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運動，運動過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的有（）A．N點與M點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同B．線圈沿PN方向運動時，穿過線圈的磁通量不變C．線圈從P點開始豎直向上運動時，線圈中無感應(yīng)電流D．線圈從P到M過程的感應(yīng)電動勢與從P到N過程的感應(yīng)電動勢相等【考向】“三個定則、一個定律”的綜合應(yīng)用【答案】AC【詳解】A．依題意，M、N兩點連線與長直導(dǎo)線平行、兩點與長直導(dǎo)線的距離相同，根據(jù)右手螺旋定則可知，通電長直導(dǎo)線在M、N兩點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，故A正確；B．根據(jù)右手螺旋定則，線圈在P點時，磁感線穿進與穿出在線圈中對稱，磁通量為零；在向N點平移過程中，磁感線穿進與穿出線圈不再對稱，線圈的磁通量會發(fā)生變化，故B錯誤；C．根據(jù)右手螺旋定則，線圈從P點豎直向上運動過程中，磁感線穿進與穿出線圈對稱，線圈的磁通量始終為零，沒有發(fā)生變化，線圈無感應(yīng)電流，故C正確；D．線圈從P點到M點與從P點到N點，線圈的磁通量變化量相同，依題意P點到M點所用時間較從P點到N點時間長，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則兩次的感應(yīng)電動勢不相等，故D錯誤。故選AC。4．（2023·北京·高考真題）如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個相同的小燈泡，開始時，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，斷開開關(guān)（

）A．P與Q同時熄滅 B．P比Q先熄滅C．Q閃亮后再熄滅 D．P閃亮后再熄滅【考向】自感【答案】D【詳解】由題知，開始時，開關(guān)S閉合時，由于L的電阻很小，Q燈正常發(fā)光，P燈微亮，斷開開關(guān)前通過Q燈的電流遠大于通過P燈的電流，斷開開關(guān)時，Q所在電路未閉合，立即熄滅，由于自感，L中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，與P組成閉合回路，故P燈閃亮后再熄滅。故選D。1.“三定則、一定律”的應(yīng)用1）“三個定則”“一個定律”的比較名稱基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律電流的磁效應(yīng)運動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對電流的作用磁場對運動電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運動右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律2）“三個定則”和“一個定律”的因果關(guān)系①因電而生磁(I→B)→安培定則；②因動而生電(v、B→I)→右手定則；③因電而受力(I、B→F)→左手定則；④因磁而生電(S、B→I)→楞次定律．3）解題思路①應(yīng)用楞次定律時，一般要用到安培定則來分析原來磁場的分布情況．②研究感應(yīng)電流受到的安培力，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，或者直接應(yīng)用楞次定律的推論確定．③“三定則、一定律”中只要是涉及力的判斷都用左手判斷，涉及“電生磁”或“磁生電”的判斷都用右手判斷，即“左力右電”．【技巧點撥】“三個效應(yīng)”①電流熱效應(yīng)：焦耳，當(dāng)電流通過電阻時，電流做功而消耗電能，產(chǎn)生了熱量。②電流磁效應(yīng)：奧斯特，任何通有電流的導(dǎo)線，都可以在其周圍產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象。③電磁感應(yīng)：法拉第，放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會產(chǎn)生電動勢。2.自感問題歸類1）通電自感和斷電自感的比較電路圖器材要求A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大L很大(有鐵芯)通電時在S閉合瞬間，燈A2立即亮起來，燈A1逐漸變亮，最終一樣亮燈A立即亮，然后逐漸變暗達到穩(wěn)定斷電時回路電流減小，燈泡逐漸變暗，A1電流方向不變，A2電流反向①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2＞I1，燈泡閃亮后逐漸變暗．兩種情況下燈泡中電流方向均改變2）自感中“閃亮”與“不閃亮”問題與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖通電時電流逐漸增大,燈泡逐漸變亮電流突然增大,燈泡立刻變亮,然后電流逐漸減小達到穩(wěn)定斷電時電流逐漸減小,燈泡逐漸變暗,電流方向不變電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2①若I2≤I1,則燈泡逐漸變暗;②若I2>I1,則燈泡閃亮后逐漸變暗.兩種情況燈泡中電流方向均改變【技巧點撥】分析自感問題的三個技巧①通電自感：通電時自感線圈相當(dāng)于一個變化的電阻，阻值由無窮大逐漸減小。②斷電自感：斷電時自感線圈相當(dāng)于電源，電動勢由某值逐漸減小到零。③電流穩(wěn)定時，自感線圈相當(dāng)于導(dǎo)體，是否需要考慮其電阻根據(jù)題目而定?？枷蛞环ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律的應(yīng)用1．（2023·浙江臺州·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，在圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，導(dǎo)體棒的點位于圓心，長度小于長度。在導(dǎo)體棒繞點逆時針勻速轉(zhuǎn)動的過程中，點電勢分別為，則（

）A． B． C． D．【答案】B【詳解】ACD．由題圖可看出OA、OB導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線，則根據(jù)右手定則可知、，其中導(dǎo)體棒AC段不在磁場中，不切割磁感線，電流為0，則，故ACD錯誤；B．導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動的角速度相同，有，則根據(jù)楞次定律可知導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁場的電動勢不為0，有，所以，故B正確。故選B。2．（2023·湖北·襄陽四中校聯(lián)考模擬預(yù)測）將一根絕緣硬質(zhì)細導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為，小圓面積為，不規(guī)則形狀的面積為，垂直線圈平面方向有一隨時間變化的磁場，磁感應(yīng)強度大小和均為大于零的常量。則線圈中總的感應(yīng)電動勢大小為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】按線圈繞向可以將線圈分成兩部分，不規(guī)則部分和大圓部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢疊加，大小為，小圓部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向與不規(guī)則部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相反，大小為，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為.故選B?？枷蚨叭齻€定則、一個定律”的綜合應(yīng)用3．（2024·山東·模擬預(yù)測）現(xiàn)代汽車中有一種先進的制動系統(tǒng)——防抱死（ABS）系統(tǒng)，它讓車輪在制動時不是完全剎死，而是仍有一定的滾動，其原理如圖所示。鐵質(zhì)齒輪P與車輪同步轉(zhuǎn)動。右端有一個繞有線圈的磁體，M是一個電流檢測器。當(dāng)車輪帶動齒輪轉(zhuǎn)動時，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。這是由于齒靠近線圈時被磁化，使線圈中的磁場增大，齒離開線圈時又使線圈中磁場減小，從而能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。這個電流經(jīng)電子裝置放大后能控制制動機構(gòu)。齒輪P從圖示位置按順時針方向轉(zhuǎn)過α角的過程中，通過M的感應(yīng)電流的方向是（）A．總是從左向右 B．總是從右向左C．先從左向右，然后從右向左 D．先從右向左，然后從左向右【答案】D【詳解】在圖示位置時，鐵質(zhì)齒輪恰好距離永久磁鐵最近，被磁鐵磁化后，穿過線圈的磁通量向左的最強，轉(zhuǎn)過α角時，下一個鐵質(zhì)齒輪又距離永久磁鐵最近，因此在轉(zhuǎn)動過程中，穿過線圈的磁通量向左的先減小，后增加，根據(jù)楞次定律可知，螺線管內(nèi)感應(yīng)電流的磁場方向先向左后向右，利用右手螺旋定則，通過M的感應(yīng)電流的方向先從右向左，然后從左向右。故選D。考向三自感、渦流、電磁驅(qū)動和電磁阻尼4．（2024·全國·模擬預(yù)測）（多選）如圖所示的甲、乙電路中，、為兩盞完全相同的燈泡，、是自感系數(shù)很大、直流電阻值大于燈泡阻值的自感線圈，為電源，、為開關(guān)，在演示自感現(xiàn)象的過程中，下列說法正確的是（）A．閉合開關(guān)時，通過電流突然增大，然后逐漸減小達到穩(wěn)定B．閉合開關(guān)時，通過電流突然增大，然后逐漸減小達到穩(wěn)定C．?dāng)嚅_開關(guān)時，通過電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變D．?dāng)嚅_開關(guān)時，通過電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變【答案】BC【詳解】A．閉合開關(guān)時，由自感現(xiàn)象可知，通過電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮，選項A錯誤；B．閉合開關(guān)時，通過電流突然增大，然后逐漸減小達到穩(wěn)定，選項B正確；C．?dāng)嚅_開關(guān)時，自感線圈L1與燈A1和電阻組成回路，由自感現(xiàn)象可知，通過電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變，選項C正確；D．如下圖所示，電路中穩(wěn)態(tài)電流為、，因自感線圈直流電阻值大于燈泡阻值，則，斷開開關(guān)時，燈泡逐漸變暗，燈泡中電流方向改變，選項D錯誤。故選BC。考點二電磁感應(yīng)的綜合問題1．（2023·全國·高考真題）一學(xué)生小組在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，進行了如下比較實驗。用圖（a）所示的纏繞方式，將漆包線分別繞在幾何尺寸相同的有機玻璃管和金屬鋁管上，漆包線的兩端與電流傳感器接通。兩管皆豎直放置，將一很小的強磁體分別從管的上端由靜止釋放，在管內(nèi)下落至管的下端。實驗中電流傳感器測得的兩管上流過漆包線的電流I隨時間t的變化分別如圖（b）和圖（c）所示，分析可知（）A．圖（c）是用玻璃管獲得的圖像B．在鋁管中下落，小磁體做勻變速運動C．在玻璃管中下落，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變D．用鋁管時測得的電流第一個峰到最后一個峰的時間間隔比用玻璃管時的短【考向】電磁感應(yīng)中的圖像問題【答案】A【詳解】A．強磁體在鋁管中運動，鋁管會形成渦流，玻璃是絕緣體故強磁體在玻璃管中運動，玻璃管不會形成渦流。強磁體在鋁管中加速后很快達到平衡狀態(tài)，做勻速直線運動，而玻璃管中的磁體則一直做加速運動，故由圖像可知圖（c）的脈沖電流峰值不斷增大，說明強磁體的速度在增大，與玻璃管中磁體的運動情況相符，A正確；B．在鋁管中下落，脈沖電流的峰值一樣，磁通量的變化率相同，故小磁體做勻速運動，B錯誤；C．在玻璃管中下落，玻璃管為絕緣體，線圈的脈沖電流峰值增大，電流不斷在變化，故小磁體受到的電磁阻力在不斷變化，C錯誤；D．強磁體分別從管的上端由靜止釋放，在鋁管中，磁體在線圈間做勻速運動，玻璃管中磁體在線圈間做加速運動，故用鋁管時測得的電流第一個峰到最后一個峰的時間間隔比用玻璃管時的長，D錯誤。故選A。2．（2023·遼寧·高考真題）如圖，空間中存在水平向右的勻強磁場，一導(dǎo)體棒繞固定的豎直軸OP在磁場中勻速轉(zhuǎn)動，且始終平行于OP。導(dǎo)體棒兩端的電勢差u隨時間t變化的圖像可能正確的是（）A．

B．

C．

D．

【考向】電磁感應(yīng)中的圖像問題【答案】C【詳解】如圖所示導(dǎo)體棒勻速轉(zhuǎn)動，設(shè)速度為v，設(shè)導(dǎo)體棒從到過程，棒轉(zhuǎn)過的角度為，則導(dǎo)體棒垂直磁感線方向的分速度為，可知導(dǎo)體棒垂直磁感線的分速度為余弦變化，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒經(jīng)過B點和B點關(guān)于P點的對稱點時，電流方向發(fā)生變化，根據(jù)，可知導(dǎo)體棒兩端的電勢差u隨時間t變化的圖像為余弦圖像。故選C。3．（2022·河北·高考真題）（多選）如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，一根導(dǎo)軌位于軸上，另一根由ab、bc、cd三段直導(dǎo)軌組成，其中段與軸平行，導(dǎo)軌左端接入一電阻。導(dǎo)軌上一金屬棒沿軸正向以速度保持勻速運動，時刻通過坐標(biāo)原點，金屬棒始終與軸垂直。設(shè)運動過程中通過電阻的電流強度為，金屬棒受到安培力的大小為，金屬棒克服安培力做功的功率為，電阻兩端的電壓為，導(dǎo)軌與金屬棒接觸良好，忽略導(dǎo)軌與金屬棒的電阻。下列圖像可能正確的是（）A． B．C． D．【考向】電磁感應(yīng)中的圖像問題【答案】AC【詳解】當(dāng)導(dǎo)體棒從O點向右運動L時，即在時間內(nèi)，在某時刻導(dǎo)體棒切割磁感線的長度，（θ為ab與ad的夾角）則根據(jù)E=BLv0，，，可知回路電流均勻增加；安培力，則Ft關(guān)系為拋物線，但是不過原點；安培力做功的功率，則Pt關(guān)系為拋物線，但是不過原點；電阻兩端的電壓等于導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，即，即圖像是不過原點的直線；根據(jù)以上分析，可大致排除BD選項；當(dāng)在時間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線的長度不變，感應(yīng)電動勢E不變，感應(yīng)電流I不變，安培力F大小不變，安培力的功率P不變，電阻兩端電壓U保持不變；同理可判斷，在時間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線長度逐漸減小，導(dǎo)體棒切割磁感線的感應(yīng)電動勢E均勻減小，感應(yīng)電流I均勻減小，安培力F大小按照二次函數(shù)關(guān)系減小，但是不能減小到零，與內(nèi)是對稱的關(guān)系，安培力的功率P按照二次函數(shù)關(guān)系減小，但是不能減小到零，與內(nèi)是對稱的關(guān)系，電阻兩端電壓U按線性均勻減??；綜上所述選項AC正確，BD錯誤。故選AC。4．（2021·浙江·高考真題）嫦娥五號成功實現(xiàn)月球著陸和返回，鼓舞人心。小明知道月球上沒有空氣，無法靠降落傘減速降落，于是設(shè)計了一種新型著陸裝置。如圖所示，該裝置由船艙、間距為l的平行導(dǎo)軌、產(chǎn)生垂直船艙導(dǎo)軌平面的磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場的磁體和“∧”型剛性線框組成，“∧”型線框ab邊可沿導(dǎo)軌滑動并接觸良好。船艙、導(dǎo)軌和磁體固定在一起，總質(zhì)量為m1整個裝置豎直著陸到月球表面前瞬間的速度大小為v0，接觸月球表面后線框速度立即變?yōu)榱恪＝?jīng)過減速，在導(dǎo)軌下方緩沖彈簧接觸月球表面前船艙已可視為勻速。已知船艙電阻為3r，“∧”型線框的質(zhì)量為m2，其7條邊的邊長均為l，電阻均為r；月球表面的重力加速度為g/6。整個運動過程中只有ab邊在磁場中，線框與月球表面絕緣，不計導(dǎo)軌電阻和摩擦阻力。(1)求著陸裝置接觸到月球表面后瞬間線框ab邊產(chǎn)生的電動勢E；(2)通過畫等效電路圖，求著陸裝置接觸到月球表面后瞬間流過ab型線框的電流I0；(3)求船艙勻速運動時的速度大小v；(4)同桌小張認為在磁場上方、兩導(dǎo)軌之間連接一個電容為C的電容器，在著陸減速過程中還可以回收部分能量，在其他條件均不變的情況下，求船艙勻速運動時的速度大小和此時電容器所帶電荷量q。【考向】電磁感應(yīng)中的電路問題【答案】(1)；(2)；(3)；(4)，【詳解】(1)導(dǎo)體切割磁感線，電動勢(2)等效電路圖如圖并聯(lián)總電阻電流(3)勻速運動時線框受到安培力根據(jù)牛頓第三定律，質(zhì)量為m1的部分受力F=FA，方向豎直向上，勻速條件得(4)勻速運動時電容器不充放電，滿足電容器兩端電壓為電荷量為1.電磁感應(yīng)中的圖像問題1）解題關(guān)鍵：弄清初始條件、正負方向的對應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達式、進出磁場的轉(zhuǎn)折點等是解決此類問題的關(guān)鍵．另外，要正確解決圖像問題，必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對應(yīng)到實際過程中去，又能根據(jù)實際過程的抽象規(guī)律對應(yīng)到圖像中去，最終根據(jù)實際過程的物理規(guī)律進行判斷.2）解題步驟①明確圖象的種類，即是B－t圖還是Φ－t圖，或者E－t圖、I－t圖等；對切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況，還常涉及E－x圖象和i－x圖象；②分析電磁感應(yīng)的具體過程；③用右手定則或楞次定律確定方向的對應(yīng)關(guān)系；④結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運動定律等知識寫出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式；⑤根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等；⑥畫圖象或判斷圖象．3）常用方法①排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是分析物理量的正負，以排除錯誤的選項．②函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象進行分析和判斷．2.電磁感應(yīng)中的電路問題

在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源，將它們接上電容器，便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器，便可對用電器供電，在回路中形成電流.因此，電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起1）電源與電阻 ①電源：做切割磁感線運動的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路相當(dāng)于電源，Ⅰ、動生問題(棒切割磁感線)產(chǎn)生的電動勢,方向由右手定則判斷.Ⅱ、感生問題(磁感應(yīng)強度的變化)的電動勢,方向由楞次定律判斷.而電流方向都是由等效電源內(nèi)部負極流向正極的方向.②電阻：產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體或回路的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻，其余部分的電阻是外電阻③路端電壓：或④感應(yīng)電流：，為電源部分內(nèi)阻.⑤通過回路截面的電荷量q:僅與和回路電阻有關(guān),與時間長短無關(guān),與是否均勻變化無關(guān).推導(dǎo)如下:.【技巧點撥】求電荷量q的方法①適合恒定電流問題：②電流為平均電流：③已知通電導(dǎo)體的位移x和導(dǎo)軌間距④通過動量定理求解： 3）解題思路①“源”的分析：用法拉第電磁感應(yīng)定律算出E的大小，用楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電流的方向(感應(yīng)電流方向是電源內(nèi)部電流的方向)，從而確定電源正負極，明確內(nèi)阻r.②“路”的分析：根據(jù)“等效電源”和電路中其他各元件的連接方式畫出等效電路．③根據(jù)或，結(jié)合閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路知識、電功率、焦耳定律等相關(guān)關(guān)系式聯(lián)立求解．4）電磁感應(yīng)中電路知識的關(guān)系圖考向一電磁感應(yīng)中的圖像問題1．（2023·河南·校聯(lián)考模擬預(yù)測）（多選）如圖所示，兩電阻為零的光滑導(dǎo)軌水平放置在垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為，導(dǎo)軌間距最窄處為一狹縫（狹縫寬度不計），取狹縫所在處點為坐標(biāo)原點，狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與軸夾角均為，導(dǎo)軌左端通過單刀雙擲開關(guān)可以與電容或電阻R相連，導(dǎo)軌上有一足夠長且不計電阻的金屬棒與軸垂直，在外力（大小未知）的作用下從點開始以速度向右勻速運動，若某時刻開關(guān)接1，外力用表示，通過金屬棒電流的大小用表示；若某時刻開關(guān)接2，外力用表示，通過金屬棒電流的大小用表示。關(guān)于外力、電流大小隨時間變化的圖象關(guān)系正確的是（

）A． B．C． D．【答案】AD【詳解】AB.由題知金屬棒勻速切割磁感線，根據(jù)幾何關(guān)系切割長度為，，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為，當(dāng)開關(guān)接1時，通過金屬棒的電流為，則可得，由于具有初速度，則開始計時時I1、F1不為零，不過原點。故選項A正確，選項B錯誤；CD.當(dāng)開關(guān)接2時，通過金屬棒的電流為，則可得，由于具有初速度，則開始計時時I2、F2不為零，不過原點。選項D正確，選項C錯誤。故選AD。2．（2023·山西·校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖1所示，光滑水平桌面上有豎直向下、寬度為的