2021高三物理人教版一轮学案 第十单元 专题十　电磁感应规律的综合应用（一） Word版含解析

专题十　电磁感应规律的综合应用(一) 考纲考情 核心素养 ?电磁感应中的电路问题Ⅰ ?电磁感应中的动力学问题Ⅱ ?电磁感应中的图象问题Ⅱ ?综合应用楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律分析、解决电磁感应问题. 科学思维 全国卷5年9考 高考指数★★★★★ 突破1　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．解决电磁感应中的电路问题三步骤 如图甲所示，一个电阻为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路．线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2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．图线的横、纵轴截距分别为t0和B0，导线的电阻不计．在0至t1时间内，求： (1)通过电阻R1的电流大小和方向； (2)通过电阻R1的电荷量q和产生的热量Q. 【解析】　(1)由图象可知，0～t1时间内，有＝ 由法拉第电磁感应定律有E＝n＝n·S 其中S＝πr 由闭合电路欧姆定律有I1＝ 联立解得I1＝. 由楞次定律可判断，通过电阻R1的电流方向为从b到a. (2)通过电阻R1的电荷量 q＝I1t1＝，电阻R1上产生的热量 Q＝IR1t1＝. 【答案】　(1)　方向从b到a (2)　 高分技法 (1)对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源.如：切割磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线圈等. (2)对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈；除电源外其余部分是外电路，外电路由电阻、电容器等电学元件组成.在外电路中，电流从高电势处流向低电势处；在内电路中，电流则从低电势处流向高电势处. 1．(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(　CD　) A．ABFE和ABCD回路的电流方向均为逆时针方向 B．左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率相同，故电路中的感应电动势大小为2BLv C．当滑动变阻器接入电路中的阻值R1＝R时，导体棒两端的电压为BLv D．当滑动变阻器接入电路中的阻值R1＝时，滑动变阻器有最大电功率且最大电功率为 解析：本题考查电磁感应与动态电路的结合．导体棒AB向右运动，由右手定则可判断出导体棒AB中产生从A指向B的感应电流，ABFE回路中电流方向为逆时针方向，ABCD回路中电流方向为顺时针方向，选项A错误；由E＝BLv可知，电路中产生感应电动势大小为BLv，选项B错误；当滑动变阻器接入电路中的阻值R1＝R时，外电路电阻为，导体棒中电流I＝，导体棒两端电压U＝E－IR＝BLv，选项C正确；求解滑动变阻器的最大电功率时，可以将导体棒和电阻R看成新的等效电源，等效内阻为，故当R1＝时，等效电源输出功率最大，即滑动变阻器电功率最大，当滑动变阻器接入电路中的阻值R1＝时，外电路电阻为，导体棒中电流I′＝，滑动变阻器中电流I1＝I′＝，滑动变阻器消耗的功率P＝IR＝，选项D正确． 2. (多选)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、电阻为R的均匀金属棒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．在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器．金属棒在水平外力作用下以角速度ω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．导轨电阻不计．下列说法正确的是(　AB　) A．金属棒中电流从B流向A B．金属棒两端电压为Bωr2 C．电容器的M板带负电 D．电容器所带电荷量为CBωr2 解析：根据右手定则可知金 ... ...