【物理】2018届一轮复习人教版电磁感应中的电路问题学案

【物理】2018届一轮复习人教版电磁感应中的电路问题学案

电磁感应中的电路问题 高考频度：★★★☆☆‎ 难易程度：★★★☆☆‎ ‎ ‎ 如图，虚线范围内为两个磁感应强度大小相同，方向相反的匀强磁场区域。一闭合线框以恒定速度从图示位置匀速向右运动（所有尺寸见图），则线圈中感应电流随时间变化的关系图正确的是（取顺时针方向的电流为正）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎【参考答案】B ‎【试题解析】根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，当线圈向右运动的过程中，线圈中感应电流I1=；当线圈向右从→l的运动过程中，线圈中感应电流I2‎ ‎，根据右手定则，I1､I2的方向逆时针，所以D错；当线圈向右从l→l的运动过程中，线圈中感应电流I3=，方向顺时针，A错；当线圈向右从l→2l的运动过程中，线圈中感应电流I4，方向顺时针，B对C错。‎ ‎【知识补给】‎ 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．分析电磁感应电路问题的基本思路 ‎ ‎ ‎ 如图所示，在水平桌面上放置两条相距l、电阻不计的平行光滑金属导轨ab、cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连.质量为m、电阻不计的滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动。整个装置放置于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与另一质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态。现从静止开始释放物块，若当物块下落高度时恰好达到最大速度，用g表示重力加速度，则 ‎ ‎ A．物块最大速度为 B．物块最大速度为 C．在此过程中电阻R放出的热量为 D．物块达到最大速度时刻，电阻R消耗的功率为 如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l=0.5 m，左端接有阻值R=0.3 Ω的电阻。一质量m=0.1 kg，电阻r=0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4 T。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a=2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1。导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求 ‎（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；‎ ‎（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；‎ ‎（3）外力做的功WF。‎ 如右图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻R。一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上。在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B。对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动。不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力。求：‎ ‎ ‎ ‎（1）轨对杆ab的阻力大小Ff；‎ ‎（2）杆ab中通过的电流及其方向；‎ ‎（3）导轨左端所接电阻R的阻值。‎ 如图所示，在磁感应强度为0.2 T的匀强磁场中，有长为0.5 m的导体AB 在金属框架上，以10 m/s的速度向右滑动。磁场方向与金属框架平面垂直，电阻R1=R2=19 Ω，导体AB的电阻R3=0.5 Ω，其他电阻不计。求通过AB的电流是多大.‎ ‎ ‎ 把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图甲所示，一长度为2a，电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好接触，当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求：‎ ‎ ‎ ‎（1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN；‎ ‎（2）在圆环和金属棒上消耗的总热功率。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎【参考答案】‎ 1. BCD ‎2.(1)4.5C(2)1.8J(3)5.4J 由闭合电路欧姆定律得，回路中的平均电流为：I=‎ 通过电阻R的电荷量为：q=IΔt 联立以上各式，代入数据解得：q=4.5 C ‎（2）设撤去外力时棒的速度为v，棒做匀加速运动过程中，由运动学公式得：‎ 设撤去外力后的运动过程中安培力做功为W，由动能定理得：‎ W=0–mv2‎ 撤去外力后回路中产生的焦耳热：Q2=–W 联立以上各式，代入数据解得：Q2=1.8 J ‎（3）由题意各，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1‎ 可得：Q1=3.6 J 在棒运动的整个过程中，由功能关系可得：WF=Q1+Q2‎ 联立以上各式，代入数据解得：WF=5.4 J ‎（1）F– （2） 方向a→b （3）2–r ‎（1）杆进入磁场前做匀加速运动，有 F–Ff=ma①‎ v2=2ad② ‎ 杆中的电流方向自a流向b⑦‎ ‎（3）杆ab产生的感应电动势 E=Blv⑧‎ 杆中的感应电流 I=⑨‎ 解得导轨左端所接电阻阻值 R=2–r⑩‎ ‎0.1 A 感应电动势为 E=BLv=0.2×0.5×10 V=1 V 电路的总电阻为 R=+R3=(+0.5) Ω=10 Ω 所以通过AB的电流为 I= A=0.1 A xk*w ‎（1）Bav （2）‎ ‎（1）把切割磁感线的金属棒看成一个具有内阻为R，电源电动势为E的电源，两个半圆环看成两个并联电 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎