通用版2020届高考物理总复习第十章电磁感应中的电路和图象问题（含答案解析）

2020高考一轮第十章电磁感应中的电路和图象问题（通用版） 物 理 考点一　电磁感应中的电路问题 [考点解读] 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 [典例赏析] [典例1]　在同一水平面的光滑平行导轨P、Q相距l＝1 m，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d＝10 mm，定值电阻R1＝R2＝12 Ω，R3＝2 Ω，金属棒ab的电阻r＝2 Ω，其他电阻不计．磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，质量m＝1×10－14 kg、电荷量q＝－1×10－14 C的微粒悬浮于电容器两极板之间恰好静止不动．取g＝10 m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，且速度保持恒定．试求： (1)匀强磁场的方向； (2)ab两端的路端电压； (3)金属棒ab运动的速度． [解析]　(1)负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M板带正电．ab棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab棒等效于电源，感应电流方向由b→a，其a端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下． (2)微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有 mg＝Eq 又E＝，所以UMN＝＝0.1 V R3两端电压与电容器两端电压相等，由欧姆定律得通过R3的电流为 I＝＝0.05 A 则ab棒两端的电压为Uab＝UMN＋I＝0.4 V. (3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势E＝Blv 由闭合电路欧姆定律得E＝Uab＋Ir＝0.5 V 联立解得v＝1 m/s. [答案]　(1)竖直向下　(2)0.4 V　(3)1 m/s 　电磁感应中确定电源的方法 1．判断产生电磁感应现象的那一部分导体(电源)． 2．动生问题(棒切割磁感线)产生的电动势E＝Blv，方向由右手定则判断． 3．感生问题(磁感应强度的变化)的电动势E＝n，方向由楞次定律判断．而电流方向都是等效电源内部负极流向正极的方向． [题组巩固] 1．(多选)如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l＝1 m，cd间、de间、cf间分别接阻值为R＝10 Ω的电阻．一阻值为R＝10 Ω的导体棒ab以速度v＝4 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为B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是(　　 ) A．导体棒ab中电流的流向为由b到a B．cd两端的电压为1 V C．de两端的电压为1 V D．fe两端的电压为1 V 解析：BD　[由右手定则可判知A错误； 由法拉第电磁感应定律得E＝Blv＝0.5×1×4 V ＝2 V，Ucd ＝E＝1 V，B正确；由于de、cf间电阻没有电流流过，故Ude＝Ucf＝0，所以Ufe＝Ucd＝1 V，C错误，D正确．] 2．如图，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匀强磁场B中．一接入电路电阻为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(　　) A．PQ中电流先增大后减小 B．PQ两端电压先减小后增大 C．PQ上拉力的功率先减小后增大 D．线框消耗的电功率先减小后增大 解析：C　[整个回路的等效电路如图所示，导体棒PQ向右滑动的过程中，外电路的总电阻先增大后减小，故PQ中的电流先减小后增大，A错，P、Q两端的电压是外电压，随外电阻也应先增大后减小，B错；PQ上拉力的功率P＝F·v＝BIl·v，随电流应先减小后增大，C对；外电路消耗的功率随外电阻也应先增大后减小，D错．] 考点二　电磁感应中的图象问题 [考点解读] 1．图象类型 (1)电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I等随时间变化的图象，即B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象． (2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势E和感应电 ... ...