电磁感应中等效全电路与图像专题

电磁感应中等效全电路与图像专题

一、电路问题

1、确定电源：首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源），其次利用t

n E ??Φ=或θsin BLv E =求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。

2、分析电路结构，画等效电路图

3、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等

2、求解策略

变换物理模型，是将陌生的物理模型与熟悉的物理模型相比较，分析异同并从中挖掘其内在联系，从而建立起熟悉模型与未知现象之间相互关系的一种特殊解题方法.巧妙地运用“类同”变换，“类似”变换，“类异”变换，可使复杂、陌生、抽象的问题变成简单、熟悉、具体的题型，从而使问题大为简化.

解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相似原型来启发理解和变换物理模型，即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路，把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路.感应电动势的大小相当于电源电动势.

其余部分相当于外电路，并画出等效电路图.此时，处理问题的方法与闭合电路求解基

本一致，惟一要注意的是电磁感应现象中，有时导体两端有电压，但没有电流流过，

这类似电源两端有电势差但没有接入电路时，电流为零.

[例1] 如图1所示，L 1 与L 2是套在同一铁心上的两个线圈，线圈L 1与电源及变阻器

相连，线圈L 2与电阻R 组成一闭合回路，当变阻器滑片向右移动时，A 、B 两点电势

哪点高？ A ’B ’ 两点电势哪点高？

[例2] 如图2所示，平面上安放一个金属圆环，过其圆心O 在环上搁一根金属棒ab ，ab

之长恰等于圆环的直径D ，ab 可绕固定于O 点的垂直环面的轴转动，转动时a 、b 端始终

与环保持良好的接触，在O 点和环之间再接上一根金属棒Oc ，它的长度等于环的半径，

以上金属环和两根金属棒都是相同金属丝制成的。现垂直圆环面加上向纸内磁感应强度为

B 的匀强磁场。使ab 绕O 点以角速度 顺时针匀速旋转，且旋转不受Oc 棒的影响，等

到ab 转到如图2所示位置时，求Oc 之间的电势差。

【例3】在磁感应强度为B =0.4 T 的匀强磁场中放一个半径r 0=50 cm 的圆形导轨，上

面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度ω=103 rad/s 逆时针匀速转动．圆导轨边

缘和两棒中央通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为R 0=0.8 Ω，外接

电阻R =3.9 Ω，如图所示，求：（1）每半根导体棒产生的感应电动势；（2）当电键S

接通和断开时两电表示数（假定R V →∞，R A →0）．

[例3] 如图5所示，正方形线圈abcd 绕垂直于匀强磁场的过ab 边的固定轴

OO ’匀角速转动，磁感应强度为B ，角速度为 ，已知正方形线圈边长为L ，

每边电阻值为R ，现将a 、b 、两点通过阻值为R 的电阻用导线连接，求通过

电阻R 的电流。

【例1】如图所示，平行导轨置于磁感应强度为B 的匀强磁场中（方向向里），间

距为L ，左端电阻为R ，其余电阻不计，导轨右端接一电容为C 的电容器。现有

一长2L 的金属棒ab 放在导轨上，ab 以a 为轴顺时针转过90°的过程中，通过R

的电量为多少？

【例3】据报道，1992年7月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验，实验取得了部分成功.航天飞机在地球赤道上空离地面约3000 km处由东向西飞行，相对地面速度大约6.5×103 m/s，从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，携带一根长20 km，电阻为800 Ω的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动.假定这一范围内的地磁场是均匀的.磁感应强度为4×10-5T，且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度相同.根据理论设计，通过电离层（由等离子体组成）的作用，悬绳可以产生约3 A的感应电流，试求：（1）金属悬绳中产生的感应电动势；（2）悬绳两端的电压；（3）航天飞机绕地球运行一圈悬绳输出的电能（已知地球半径为6400 km）

【例5】（2001年上海卷）半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B=0.2T，

磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，

其中a=0.4m，b=0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R=2Ω，一金

属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v0=5m/s的速率在

环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流

过灯L1的电流。（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′ 以OO′为轴向

上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt=4T/s，求L1的功率。

6.（1999年上海）如图所示，长为L、电阻r=0.3 Ω、质量m=0.1 kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R=0.5 Ω的电阻，量程为0～3.0 A的电流表串接在一条导轨上，量程为0～1.0 V的电压

表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面.现以向右恒定外

力F使金属棒右移.当金属棒以v=2 m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到

电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏.问：（1）此满偏的电表是什么

表?说明理由.（2）拉动金属棒的外力F多大?（3）此时撤去外力F，金属棒将逐

渐慢下来，最终停止在导轨上.求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻

R的电量.(注意F安t=mv=BILt=BQL)

8.在磁感应强度为B=0.4 T的匀强磁场中放一个半径r0=50 cm的圆形导轨，上面

搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度ω=103 rad/s逆时针匀速转动.圆导轨边

缘和两棒中央通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为R0=0.8 Ω，外

接电阻R=3.9 Ω，如所示，求：（1）每半根导体棒产生的感应电动势.（2）当电

键S接通和断开时两电表示数（假定R V→∞，R A→0）.

032.上海虹口区2007学年度第一学期期终教学检测23、（15分）如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为0.5m，处在竖直向下、磁感应强度大小

B1=0.5T的匀强磁场中。导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外

力作用下向左做匀速直线运动。质量为0.1kg的正方形金属框abcd

置于竖直平面内，其边长为0.1m，每边电阻均为0.1Ω。线框的两

顶点a、b通过细导线与导轨相连。磁感应强度大小B2=1T的匀强磁

场垂直金属框abcd向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻

和细导线对a、b点的作用力，g=10 m/s2，求：⑴通过ab边的电流

I ab是多大？⑵导体杆ef的运动速度v是多大？

031.上海市静安区07-08学年第一学期期末检测18、用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是 ( ) A ． U a

B. U a

C. U a =U b

D. U b

23．(14分) 如图所示，两条平行的金属导轨MP 、NQ

与水平面夹角为α，设导轨足够长。导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁

感应强度B =0.80T ，与导轨上端相连的电源电动势E =4.5V ，内阻r =0.4Ω，水平

放置的导体棒ab 的电阻R =1.5Ω，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦

滑动，与导轨下端相连的电阻R 1=1.0Ω，电路中其它电阻不计。当单刀双掷开关

S 与1接通时，导体棒刚好保持静止状态，求：（1）磁场的方向；（2）S 与1接

通时，导体棒的发热功率；（3）当开关S 与2接通后，导体棒ab 在运动过程中，

单位时间（1s ）内扫过的最大面积。

18．（17分）在同一水平面中的光滑平行导轨P 、Q 相距l =1m ，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 间距离d =10mm ，定值电阻R 1=R 2=12Ω，R 3=2Ω，金属棒ab 电阻r =2Ω，其他电阻不计。磁感应强度B =0.5T 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，悬浮于电容器两极板之间，质量m =1×10－

14kg ，带电荷量q =－1×10－14C 的微粒恰好静止不动。取g =10m/s 2，在整

个运动过程中金属棒与导轨接触良好，且运动速度保持恒定。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。

19．用电阻为18Ω的均匀导线弯成图1中直径D=0.80m

的封

定在磁感应强度B=0.50T 的匀强磁场中，磁场方向垂直

于纸面向里。一根每米电阻为1.25Ω的直导线PQ ，沿圆

环平面向左以3.0m/s 的速度匀速滑行（速度方向与PQ

垂直），滑行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处电

阻），当它通过环上A 、B 位置时，求：(l)直导线AB 段

产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流的方向．(2)

此时圆环上发热损耗的电功率．

18、（17分）如图（a ）所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L ＝0.3 m ．导轨左端连接R ＝0.6 Ω的电阻，区域abcd 内存在垂直于导轨平面B ＝0.6 T 的匀强磁场，磁场区域宽D ＝0.2

m ．细金属棒A 1和A 2用长为2D ＝0.4 m 的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平

面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r ＝0.3 Ω，导轨电阻

不计，使金属棒以恒定速度v ＝1.0 m/s 沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒

A 1进入磁场（t ＝0）到A 2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R 的电

流强度，并在图（b ）中画出．

1、如图平行金属导轨，电阻不计，R 为电阻器，C 为电容器，AB 为可在

导轨上滑动的导体杆，有匀强磁场垂直于导轨平面，用I1、I2表示图中通

过电阻器和电容器的电流，则当AB 杆（ ）

A 、匀速滑动时， I1 ≠ 0，I2=0

B 、匀速滑动时， I1≠0，I2≠0

C 、加速滑动时， I1=0，I2=0

D 、加速滑动时， I1≠0，I2≠0

d a b c M N M N M N M

N

训练题如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨单位长度电阻为r 0，导轨的端点P 、Q 用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离为l ．有垂直纸面向里的非匀强磁场，其磁感应强度沿y 方向大小不变，沿x 方向均匀增强，即有B kx =，其中k 为常数．一根质量为m ，电阻不计的金属杆MN 可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中 始终保持与导轨垂直．在t ＝0时刻，金属杆MN 紧靠在P 、Q 端，在外力F 作用下，杆以恒定的加速度a 从静止开始向导轨的另一端滑动．求

（1）在t 时刻金属杆MN 产生的感应电动势大小；

（2）在t 时刻流经回路的感应电流大小和方向；

（3）在t 时刻金属杆MN 所受的安培力大小．

6．（05年昆明）如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度40.0=B T ，

OCA 导轨与OA 直导轨分别在O 点和A 点接一阻值Ω=0.31R 和Ω=0.62R 几何尺寸可忽略的定值电阻，导轨OCA 的曲线方程为)3

sin(0.1x y π=（m ）．金属棒ab 长1.5米，以速度0.5=v m/s 水平向右匀速运动（b 点始

终在x 轴上）．设金属棒与导轨接触良好，摩擦不计，电路中除了电阻R 1和

R 2外，其余电阻均不计，曲线OCA 与x 轴之间所围面积约为1.9m 2，求：

（1）金属棒在导轨上运动时R 1的最大功率；

（2）金属棒在导轨上运动从0=x 到3=x m 的过程中通过金属棒ab 的电量；

（3）金属棒在导轨上运动从0=x 到3=x m 的过程中，外力必须做多少功？

二、图象问题

1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系

2、在图象中E 、I 、B 等物理量的方向是通过正负值来反映

3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达电磁感应中“双杆问题”分类解析

如图甲所示，两平行虚线间的区域内存在着匀强磁场，较小的矩形导体线圈abcd 的ad 边与磁场边界重合。线圈匀速向右运动，穿过磁场区域。线圈的每一边的电阻均为R 。那么，如何用图象定性地表示出线圈中的感应

电流随时间变化的规律呢?线圈中的bc 两点间的电压随时

间变化的规律该如何表示呢?如果线圈是一个如图乙那样

的三角形abc 的，其他条件仍然不变，那么线圈中感应电

流随时间变化的规律又该如何表示呢?

如图所示，两根平行光滑导电轨道竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属杆ab 接在两导轨间，在开关S 断开时让金属杆自由下落，金属杆下落的过程中始终保持与导轨垂直并与之接触良好。设导轨足够长且电阻不计，闭合开关S 并开始计时，金属杆ab 的下落速度随时间变化的图象可能是以下四个图中的( )

【例2】匀强磁场磁感应强度 B=0.2 T ，磁场宽度L=3rn ，一正方形金属框边

长ab=l =1m ，每边电阻r=0.2Ω，金属框以v =10m/s 的速度匀速穿过磁场区，

其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：

（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I-t 图线

（2）画出ab 两端电压的U-t 图线

【例4】6. 如图16（b ）所示，一个圆形线圈的匝数n =1000，线圈面积S cm =2002线圈电阻为r =1Ω，

在线圈外接一阻值R =4Ω的电阻，电阻一端b 跟地相接，把

线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强

度随时间变化规律如图16（a ）B t -所示。 求（1）从计

时起，在t s t s ==35，时穿过线圈的磁通量是多少？ （2）

a 点最高电势和最低电势各多少？

【变式训练1】 如图（a ）所示，一个电阻值为R ，匝数为n

的圆形金属线与阻值为2R 的电阻R1连结成闭合回路。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（b ）所

示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0 . 导线的电阻

不计。求0至t1时间内1）通过电阻R1上的电流大小和

方向；（2）通过电阻R1上的电量q 及电阻R1上产生的热

量。

5.(2009·广东深圳一调)图5中两条平 行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距 离为l,磁场方向垂直纸面向里.abcd 是 位于纸面内的梯形线圈,ad 与bc 间的距 离也为l.t=0时刻,bc 边与磁场区域边界 重合(如图).现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿a →b →c →d →a 的感应电流为正,则

在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流i 随时间t 变化的图线可能是 ( )

2．如图2所示，平行于y 轴的导体棒以速度v 向右做匀速直线运动，经过半径为R 、磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E 与导体棒位置x 关系的图象是图3中的 （ )

【例2】 如图3甲所示,一矩形线圈位于随时间t 变化的

匀强磁场中,磁感应强度B 随t 的变化规律如图乙所示.以

i 表示线圈中的感应电流,以图甲中线圈上箭头所示方向

为电流正方向,以垂直纸面向里的磁场方向为正,则以下

的i —t 图象中正确的是 ( )

3．如图所示，一个边长为l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab 与导线框的一条边垂直，ba 的延长线平分导线框。在t ＝0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab 方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。以i 表示导线框中感应电流

的强度，取逆时针方向为正。下列表示i —t 关系的图示中，可能正确的是

( )

4．在PQ 、QR 区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均

垂直于纸面。一导线框abcdefa 位于纸面内，框的邻边都互相垂直，bc 边与磁场的边界P 重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t ＝0时刻开始，线框匀速向右穿过两个磁场区域，以a →b →c →d →e →f 为线框中的电动势E 的正方向，以下四个E －t 关系示意图中正确的是

( )

16．如图a 所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O 以角速度ω匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在图b 中能正确描述线框从图a 中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是 （ ）

8．如图所示，竖直平面内有一半径为r 、电阻为R 1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M 、N 处与相距为2r 、电阻不计的平行光滑金属轨道ME 、NF 相接，EF 之间接有电阻R 2，已知R 1＝12R ，R 2＝4R 。在MN 上方及CD 下方有水平方向的匀强磁场I 和Ⅱ，磁感应强度大小均为B 。现有质量为m 、电阻不计的导体棒ab ，从半圆环的最高点A 处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆

形金属环及轨道接触良好，设平行轨道足够长。已知导体棒ab 下落r /2时的速

度大小为v 1，下落到MN 处的速度大小为v 2。

(1)求导体棒ab 从A 下落r /2时的加速度大小。

(2)若导体棒ab 进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场I 和Ⅱ之间的

距离h 和R 2上的电功率P 2。

(3)若将磁场Ⅱ的CD 边界略微下移，导体棒ab 刚进入磁场Ⅱ时速度大小为

v 3，要使其在外力F 作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a ，求所加外力F

随时间变化的关系式。

图

a 图b

专题电磁感应与电路

专题电磁感应与电路 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

专题 4 电磁感应与电路 思想方法提炼 电磁感应是电磁学的核心内容，也是高中物理综合性最强的内容之一，高考每年必考。题型有选择、填空和计算等，难度在中档左右，也经常会以压轴题出现。 在知识上，它既与电路的分析计算密切相关，又与力学中力的平衡、动量定理、功能关系等知识有机结合；方法能力上，它既可考查学生形象思维和抽象思维能力、分析推理和综合能力，又可考查学生运用数知识(如函数数值讨论、图像法等)的能力。 高考的热点问题和复习对策： 1.运用楞次定律判断感应电流(电动势)方向，运用法拉第电磁感应定律，计算感应电动势大小.注重在理解的基础上掌握灵活运用的技巧. 2.矩形线圈穿过有界磁场区域和滑轨类问题的分析计算。要培养良好的分析习惯，运用动力学知识，逐步分析整个动态过程，找出关键条件，运用运动定律特别是功能关系解题。 3.实际应用问题，如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼等复习时应多注意。 此部分涉及的主要内容有： 1.电磁感应现象. (1)产生条件：回路中的磁通量发生变化. (2)感应电流与感应电动势：在电磁感应现象中产生的是感应电动势，若回路是闭合的，则有感应电流产生；若回路不闭合，则只有电动势，而无电流. (3)在闭合回路中，产生感应电动势的部分是电源，其余部分则为外电路. 2.法拉第电磁感应定律：E=n ，E=BLvsinq ， 注意瞬时值和平均值的计算方法不同. 3.楞次定律三种表述： (1)感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化(涉及到：原磁场方向、磁通量增减、感应电流的磁场方向和感应电流方向等四方面).右手定则是其中一种特例. (2)感应电流引起的运动总是阻碍相对运动. (3)自感电动势的方向总是阻碍原电流变化. 4.相关链接 (1)受力分析、合力方向与速度变化，牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、匀速圆周运动、功和能的关系等力学知识. (2)欧姆定律、电流方向与电势高低、电功、电功率、焦耳定律等电路知识. (3)能的转化与守恒定律. 感悟 · 渗透 · 应用 【例1】三个闭合矩形线框Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处在同一竖直平面内，在线框的正上方有一条固定的长直导线，导线中通有自左向右的恒定电流，如图所示，若三个闭合线框分别做如下运动：Ⅰ沿垂直长直 导线向下运动，Ⅱ沿平行长直 导线方向平动，Ⅲ绕其竖直中心 轴OO ′转动. (1)在这三个线框运动的过程中， 哪些线框中有感应电流产生 方向如何 (2)线框Ⅲ转到图示位置的瞬间，是否有感应电流产生 【解析】此题旨在考查感应电流产生的条件.根据直线电流周围磁场的特点，判断三个线框运动过程中，穿过它们的磁通量是否发生变化. (1)长直导线通有自左向右的恒定电流时，导线周围空间磁场的强弱分布不变，但离导线越远，磁场越弱，磁感线越稀；离导线距离相同的地方，磁场强弱相同. t ??Φ

电磁感应与电路

电磁感应与电路 1、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=1T，平行导轨宽 l=1m。两根相同的金属杆MN、PQ在外力作用下均以v=1m/s 的速度贴着导轨向左匀速运动，金属杆电阻为r="0.5" ?。导轨 右端所接电阻R=1?，导轨电阻不计。（已知n个相同电源的并 联，等效电动势等于任意一个电源的电动势，等效内阻等于任 意一个电源内阻的n分之一） （1）运动的导线会产生感应电动势，相当于电源。用电池等符号画出这个装置的等效电路图（2）求10s内通过电阻R的电荷量以及电阻R产生的热量 2、如图所示，宽度为L＝0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固 定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨 所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B="0.50" T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好， 导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉 动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v="10" m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求： （1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；（2）作用在导体棒上的拉力的大小； 3、如图所示，带有微小开口（开口长度可忽略）的单匝线圈处于垂直 纸面向里的匀强磁场中，线圈的直径为m，电阻,开口 处AB通过导线与电阻相连，已知磁场随时间的变化图 像如乙图所示，求：⑴线圈AB两端的电压大小为多少？⑵在前2 秒内电阻上的发热量为多少？

4、（12分）如图所示，在竖直向上磁感强度为B的匀 强磁场中，放置着一个宽度为L的金属框架，框架的右 端接有电阻R．一根质量为m，电阻忽略不计的金属棒 受到外力冲击后，以速度v沿框架向左运动．已知棒与 框架间的摩擦系数为μ，在整个运动过程中，通过电阻 R的电量为q，设框架足够长．求： （1）棒运动的最大距离；（2）电阻R上产生的热量。 5、（15分）如图所示，两平行金属导轨间的距离 L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37o，在导 轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于 导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势 E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量 m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。 导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨 接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨的其它电阻不 计，g取10m/s2。已知sin37o=0.60， cos37o=0.80，试求： ⑴通过导体棒的电流⑵导体棒受到的安培力大小⑶导体棒受到的摩擦力的大小。 6、（10分）如图所示，固定于水平桌面上足够长的 两平行光滑导轨PQ、MN，其电阻不计，间距 d=0.5m，P、M两端接有一只理想电压表，整个装置 处于竖直向下的磁感应强度B0＝0.2T的匀强磁场中， 两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上，其电阻均为r＝ 0.1Ω，质量分别为M1=0.3kg和M2＝0.5kg。固定棒L1，使L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由静止开始运动。试求： (1) 当电压表读数为U=0.2V时，棒L2的加速度为多大； (2)棒L2能达到的最大速度v m.

电磁感应中的图像问题

第1页 高二物理自主学习 制卷：汪兰平 审核：张建荣 审批：吴耀方 【考纲要求】 法拉第电磁感应定律 II 【知识梳理】 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 随时间t 变化的图像，即B —t 图像，Φ-t 图像．E —t 图像和I —t 图像，对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E 和感应电流I 随线圈位移x 变化的图像，即E —x 图像和I —x 图像．这些图像问题大体上可分为两类：①由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，②由给定的有关图像分析电磁感应过程．求解相应的物理量．不管是何种类型，电磁感应中的图像问题常需利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决． 一、正确识图即正确识别纵横坐标所表示的物理量及物理意义 例1. 一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图（甲）所示，设垂直于纸面向里的磁感应强度方向为正，垂直于纸面向外的磁感应强度方向为负．线圈 中顺时针方向的感应电动势为正，逆时针方 向的感应电流为负.已知圆形线圈中感应电流i 随时间变化的图象如图（乙）所示，则 线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变 化的图象可能是下图中的哪一个？ （ ） i t （甲） （乙）

【变式训练1】如图(a)所示，圆形线圈M 的匝数为50匝，它的两个端点a、b与理想电 压表相连，线圈中磁场方向如图，线圈中磁通 量的变化规律如图(b)所示，则ab两点的电势 高低与电压表读数为（） A、Φa>Φb，20V B、Φa>Φb，10V C、Φa<Φb，20V D、Φa<Φb，10V 【变式训练2】如图所示的螺线管，匝数n=1 500匝，横截面积S=20 cm2，与螺线管串联两电阻R1和R2．方向向右，穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按如图所示规律变化，求： (1)t=0及t=2 s时的磁通量． (2)0到2 s内磁通量的变化量． (3)螺线管所产生的感应电动势． 二、分析清楚图像所反映的物理过程 例2. 如图甲所示，一个由导体做成的矩形线圈，以恒定速率v运动，从无磁场区进入匀强磁场区，然后出来．若取反时针方向为电流正方向，那么图乙中的哪一个图线能正确地表示电路中电流与时间的函数关系？ 第2页

完整版电磁感应图像问题练习

压U ab 、线框所受安培力 F 、穿过线圈的磁通量 ①随位移x 的变化图像正确的是 B . 电磁感应图像问题 1如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为 I 的正方形线框abed ，其总电阻为 R 现 使线框以水平向右的速度 v 匀速穿过一宽度为 2I 、磁感应强度为 B 的匀强磁场区域，整个 过程中ab 、cd 两边始终保持与磁场边界平行。 令线框的ed 边刚好与磁场左边界重合时 t =o , 电流沿abeda 流动的方向为正，u o =Blv 。线框中a 、b 两点间电势差u ab 随线框cd 边的位移x X X X X X X ； X K X X X X ； X X X X X X ； x \ X X A I X X X X X X ; II ? 为坐标原点建立x 轴.一边长为L 的正方形金属线框 abed ,在外力作用下以速度 v 匀速穿过 匀强磁场.从线框cd 边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流 i 、线框ab 边两端的电 2.如图所示，空间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为 D 2L ，以磁场左边界 变化的图象正确的是（ /减 X X j I ￡■74 t ） -坯的 K X X I

3.如图所示，两相邻的宽均为0.8m的匀强磁场区域，磁场方向分别垂直纸面向里和垂直纸 面向外。一边长为0.4m的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=0.2m/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻t=O,规定线框中感应电流逆时针方向为正方向。在下列图线中，正确反映感应电流强 度随时间变化规律的是（） 4 .如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向 里和向外，磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框， 总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域， 以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里 时的磁通量①为正值，外力F向右为正。则以下反映线框中的磁通量①、感应电动势E、 外力F和电功率P随时间变化规律图象错误的是 * ? * 1 ??■V ? ?4 ■ ?■ ? ?■ ------ ?

人教版高中物理-电磁感应图像专题

《电磁感应图像题》练习题 1、如图，一个矩形线圈匀速地从无磁场的空间先进入磁感应 强度为B1的匀强磁场，然后再进入磁感应强度为B2的匀强磁场，最后进入没有磁场的右边空间，若B1=2B2，方向均始终与线圈 平面垂直，则在下列图示中能定性表示线圈中感应电流 i随 时间t 变化关系的是（电流以逆时针方向为正） （） 2．如图所示，在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABC固定在水平面内，AB与BC间夹角为θ，光滑导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下以速度v向右匀速运动，导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路．若框架与导体棒单位长度的电阻均为R，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，下列关于电路中电流大小I与时间t，消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是(AD ) 3．如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导 体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态，规 定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向 为外力的正方向，则在0～t时间内，能正确反映 流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外 力F随时间t变化的图象是 ( ) 4．如图等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的顶点在x轴上且底边长为4L，高为L，底边与x轴平行。纸面内一边长为L的正方形导线框以恒定速度沿x轴正方向穿过磁场区域。t＝0时刻导线框恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的

正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流－位移（i－x）关系的是（ A ） 5．如图所示，等腰直角三角形OPQ内存在垂直纸面向里的匀强磁场，它的OP边在x轴上且长为L，纸面内一边长为L的正方形导线框的一条边也在x轴上，且线框沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场区域，在t＝0时该线框恰 好位于图中的所示位置，规定顺时针方向为导线框 中电流的正方向，则在线框穿越磁场区域的过程中， 感应电流i随时间t变化的图线是( D ) 6.如图甲所示,匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度的大小为B,磁场在y轴方向足够宽,在x 轴方向宽度为a。一直角三角形导线框ABC(BC边的长度为a) 从图示位置向右匀速穿过磁场区域,以逆时针方向为电流的 正方向,在图乙中感应电流i、BC两端的电压U BC与线框移 动的距离x的关系图像正确的是( D )

电磁感应中的图象问题

电磁感应中的图象问题 例1 (多选)(2017·河南六市一模)边长为a 的闭合金属正三角形轻质框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于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1所示，则下列图象与这一拉出过程相符合的是( ) 图1 答案 BC 解析 设正三角形轻质框架开始出磁场的时刻t ＝0，则其切割磁感线的有效长度L ＝2x tan 30°＝233x ，则感应电动势E 电动势＝BL v ＝233 B v x ，则 C 项正确， D 项错误.框架匀速运动，故F 外力＝F 安＝B 2L 2v R ＝4B 2x 2v 3R ∝x 2，A 项错误.P 外力功率＝F 外力v ∝F 外力∝x 2，B 项正确. 变式1 (2017·江西南昌三校四联)如图2所示，有一个矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里.一个三角形闭合导线框，由位置1(左)沿纸面匀速到位置2(右).取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t ＝0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是( ) 图2

答案 A 解析 线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流方向应为正方向，故B 、C 错误；线框进入磁场的过程，线框切割磁感线的有效长度先均匀增大后均匀减小，由E ＝BL v ，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生；线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流方向应为负方向，线框切割磁感线的有效长度先均匀增大后均匀减小，由E ＝BL v ，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故A 正确，D 错误. 变式2 (2017·河北唐山一模)如图3所示，在水平光滑的平行金属导轨左端接一定值电阻R ，导体棒ab 垂直导轨放置，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现给导体棒一向右的初速度，不考虑导体棒和导轨电阻，下列图线中，导体棒速度随时间的变化和通过电阻R 的电荷量q 随导体棒位移的变化描述正确的是( ) 图3 答案 B 解析 导体棒运动过程中受向左的安培力F ＝B 2L 2v R ，安培力阻碍棒的运动，速度减小，由

电磁感应中的图像问题

电磁感应中的图像问题 1.如图甲所示，在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环,圆环所围面积为０.1m ２,圆环电阻为0．2Ω。在第１s 内感应电流Ｉ沿顺时针方向。磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示(其中在4~5s 的时间段呈直线)。则 A. 在0~４s 时间段,磁场的方向竖直向下 B ． 在2～５s 时间段，感应电流沿逆时针方向 Ｃ. 在０~5ｓ时间段,感应电流先减小再不断增大 D. 在4~５s 时间段,线圈的发热功率为5.0×10-4Ｗ 2．如图甲所示，一边长为0.2m 、电阻为0.1Ω的单匝矩形线框处于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。规定垂直纸面向内为磁场正方向,磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图乙所示,则（ ) A. 14s s -内线框中有逆时针方向的感应电流 B. 第7s 内与第8s 内线框中的感应电流方向相反 C. 14s s -内线框中的感应电流大小为0.8A Ｄ. 47s s -内线框中的感应电流大小为3.2A 3.如图1所示,甲、乙两个并排放置的共轴线圈,甲中通有如图２所示的电流，则下列判断正确的是 A ． 在t ｌ到t ２时间内，甲乙相吸 B. 在t 2到t 3时间内，甲乙相吸 C. 在t 1到ｔ2时间内，乙中电流减小 D ． 在t 2到t ３时间内,乙中电流减小 4．如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C 和电阻Ｒ，导体棒ＭN 放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B 的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正),MN 始终保持静止则０～t 2时间内( ) A. 电容器C 的电荷量大小始终不变 B. 电容器Ｃ的a 板先带正电后带负电 C ． ＭＮ所受安培力的方向先向右后向左 Ｄ. MN 所受安培力的大小始终不变 5.三角形导线框放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B 随时间ｔ变化的规律如图所示，t =0时磁感应强度方向垂直纸面向里。下图中分别是线框中的感应电流i 随时间t 变化的图线和a ｂ边受到的安培力Ｆ随时间t 变化的图线，其中可能正确的是 A. B. C ． D.

(含答案解析)电磁感应中的电路问题

电磁感应中的电路问题 一、基础知识 1、内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源． (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路． 2、电源电动势和路端电压 (1)电动势：E ＝Blv 或E ＝n ΔΦ Δt . (2)路端电压：U ＝IR ＝E －Ir . 3、对电磁感应中电源的理解 (1)电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题，可用右手定则或楞次定律判定． (2)电源的电动势的大小可由E ＝Blv 或E ＝n ΔΦ Δt 求解． 4、对电磁感应电路的理解 (1)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能． (2)“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势． 5、解决电磁感应中的电路问题三步曲 （1）确定电源．切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E ＝n ΔΦ Δt 或E ＝Blv sin θ求感应电动势的大小，利用右手定则 或楞次定律判断电流方向． （2）分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图． （3）利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解． 二、练习 1、[对电磁感应中等效电源的理解]粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场 中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是 ( )

答案 B 解析 线框各边电阻相等，切割磁感线的那个边为电源，电动势相同均为Blv .在A 、C 、D 中，U ab ＝14Blv ，B 中，U ab ＝3 4 Blv ，选项B 正确． 2、如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a ，总电阻为R (指拉直 时两端的电阻)，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环 的最高点A 铰链连接的长度为2a 、电阻为R 2 的导体棒AB 由水平 位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两 端的电压大小为 ( ) A. Bav 3 B. Bav 6 C.2Bav 3 D ．Bav

电磁感应与电路全面版

电磁感应与电路 思想方法提炼 电磁感应是电磁学的核心内容，也是高中物理综合性最强的内容之一，高考每年必考。题型有选择、填空和计算等，难度在中档左右，也经常会以压轴题出现。 在知识上，它既与电路的分析计算密切相关，又与力学中力的平衡、动量定理、功能关系等知识有机结合；方法能力上，它既可考查学生形象思维和抽象思维能力、分析推理和综合能力，又可考查学生运用数知识(如函数数值讨论、图像法等)的能力。 高考的热点问题和复习对策： 1.运用楞次定律判断感应电流(电动势)方向，运用法拉第电磁感应定律，计算感应电动势大小.注重在理解的基础上掌握灵活运用的技巧. 2.矩形线圈穿过有界磁场区域和滑轨类问题的分析计算。要培养良好的分析习惯，运用动力学知识，逐步分析整个动态过程，找出关键条件，运用运动定律特别是功能关系解题。 3.实际应用问题，如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼等复习时应多注意。 此部分涉及的主要内容有： 1.电磁感应现象. (1)产生条件：回路中的磁通量发生变化. (2)感应电流与感应电动势：在电磁感应现象中产生的是感应电动势，若回路是闭合的，则有感应电流产生；若回路不闭合，则只有电动势，而无电流. (3)在闭合回路中，产生感应电动势的部分是电源，其余部分则为外电路. 2.法拉第电磁感应定律：E=n ，E=BLvsin θ， 注意瞬时值和平均值的计算方法不同. 3.楞次定律三种表述： (1)感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化(涉及到：原磁场方向、磁通量增减、感应电流的磁场方向和感应电流方向等四方面).右手定则是其中一种特例. (2)感应电流引起的运动总是阻碍相对运动. (3)自感电动势的方向总是阻碍原电流变化. 4.相关链接 (1)受力分析、合力方向与速度变化，牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、匀速圆周运动、功和能的关系等力学知识. (2)欧姆定律、电流方向与电势高低、电功、电功率、焦耳定律等电路知识. t ??Φ

电磁感应中的图像问题专题练习

电磁感应中的图像问题专题练习

电磁感应中的图像问题专题练习 1.(2016武汉模拟)如图(甲)所示,矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直.规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图(乙)所示.若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,图中正确的是( ) 2.(2016山西康杰中学高二月考)如图所示,两条平行虚线之间存在 匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L.金属圆环的直径也是L.自圆环从左边界进入磁场开始计时,以垂直于磁场边界的 恒定速度v穿过磁场区域.规定逆时针方向为感应电流i的正方向,则圆环中感应电流i随其移动距离x的变化的i x图像最接近( )

3.如图(甲)所示,光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图(乙)所示(规定向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0～2t0时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是( ) 4.如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R 的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿abcda的感应电流方向为正,则表示线框中电流i 随bc边的位置坐标x变化的图像正确的是( )

5.如图所示,EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥E′O′,FO∥F′O′,且EO⊥OF,OO′为∠EOF的角平分线,OO′间的距离为l,磁场方向垂直于纸面向里,一边长为l的正方形导线框ABCD 沿O′O方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于图示位置.规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则在图中感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是( ) 6.如图所示,用导线制成的矩形框长2L,以速度v穿过有理想界面的宽为L的匀强磁场,那么,线框中感应电流和时间的关系可用下图中的哪个图表示( )

高中物理经典复习资料电磁感应与电路规律的综合应用

黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高中物理 经典复习资料 电磁感应与 电路规律的综合应用 教学目标： 1．熟练运用右手定则和楞次定律判断感应电流及感应电动势的方向。 2．熟练掌握法拉第电磁感应定律，及各种情况下感应电动势的计算方法。 3．掌握电磁感应与电路规律的综合应用 教学重点：电磁感应与电路规律的综合应用 教学难点：电磁感应与电路规律的综合应用 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、电路问题 1、确定电源：首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源），其次利用t n E ??Φ=或θsin BLv E =求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。 2、分析电路结构，画等效电路图 3、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等 二、图象问题 1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系 2、在图象中E 、I 、B 等物理量的方向是通过正负值来反映 3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达 【例1】如图所示，平行导轨置于磁感应强度为B 的匀强磁场 中（方向向里），间距为L ，左端电阻为R ，其余电阻不计，导轨右 端接一电容为C 的电容器。现有一长2L 的金属棒ab 放在导轨上，ab 以a 为轴顺时针转过90°的过程中，通过R 的电量为多少？ 解析：（1）由ab 棒以a 为轴旋转到b 端脱离导轨的过程中，产

生的感应电动势一直增大，对C 不断充电，同时又与R 构成闭合回路。ab 产生感应电动势的平均值 t S B t E ??=??Φ= ① S ?表示a b 扫过的三角形的面积，即223321L L L S =?= ? ② 在这一过程中电容器充电的总电量Q =CU m ⑤ U m 为ab 棒在转动过程中产生的感应电动势的最大值。即 ωω22)22 1(2BL L L B U m =???= ⑥ 联立⑤⑥得：C BL Q ω222= （2）当ab 棒脱离导轨后（对R 放电，通过R 的电量为 Q 2，所以整个过程中通过 R 的总电量为： Q =Q 1＋Q 2=)223(2C R BL ω+ 电磁感应中“双杆问题”分类解析 【例2】匀强磁场磁感应强度 B=0.2 T ，磁场宽度L=3rn ，一正方形金属框边长ab=l =1m ，每边电阻r=0.2Ω，金属框以v =10m/s 的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：

电磁感应与电路

专题检测(六) (时间90分钟，满分100分) 一、选择题(每小题5分，共50分) 1．(2010·重庆理综)一输入电压为220 V ，输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图1所示，然后将原线圈接到220 V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V ．按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为 A ．1 100,360 B ．1 100,180 C ．2 200,180 D ．2 200,360 解析 根据U 1U 2＝n 1n 2可得2001＝n 1 5，可知n 1＝1 100.排除C 、D 两项．再由22036＝n 1 n 2 可知n 2＝180，故A 错B 对． 答案 B 2．(2010·福建理综)中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为 A.P 4 B.P 2 C ．2P D ．4P 解析 设输送功率为P ，输送电流为I ，输送电压为U ，则P ＝UI ，I ＝P U ，P 损＝I 2R .输送电压升为原来的2倍，则输送电流降为原来的一半，P 损降为原来的四分之一，故选A. 答案 A 3．(2009·海南国兴中学联考)如图2所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x 轴上且长为2L ，高为L .纸面内一边长为L 的正方形导线框沿x 轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t ＝0时刻恰好位于图中所示的位置．以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在图3中能够正确表示电流－位移(I －x )关系的是

经典总结电磁感应：专题1：电磁感应图像问题

专题一：电磁感应图像问题 电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间（或位移）变化的图像，解答的基本方法是：根据题述的电磁感应物理过程或磁通量（磁感应强度）的变化情况，运用法拉第电磁感应定律和楞次定律（或右手定则）判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图像。高考关于电磁感应与图象的试题难度中等偏难，图象问题是高考热点。 【知识要点】 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 等随时间变化的图线，即B -t 图线、Φ-t 图线、E -t 图线和I -t 图线。 对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势和感应电流I 等随位移x 变化的图线，即E -x 图线和I -x 图线等。 还有一些与电磁感应相结合涉及的其他量的图象，例如P -R 、F -t 和电流变化率 t t I -??等图象。 这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。 1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系； 2、在图象中E 、I 、B 等物理量的方向是通过正负值来反映； 3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达。 【方法技巧】 电磁感应中的图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定，用楞次定律或右手定则判断出感应电动势（感应电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中范围。分析回路中的感应电动势或感应电流的大小，要利用法拉第电磁感应定律来分析，有些图像还需要画出等效电路图来辅助分析。 不管是哪种类型的图像，都要注意图像与解析式（物理规律）和物理过程的对应关系，都要用图线的斜率、截距的物理意义去分析问题。 熟练使用“观察+分析+排除法”。 一、图像选择问题 【例1】如图，一个边长为l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab ba 的延长线平分导线框。在t= 0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab 方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。以i 表示导线框中感应电流的强度， 取逆时针方向为正。下列表示i -t 关系的选项中，可能正确的是（） 【解析】：从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增大，A 项错误；从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应电流不变，B 项错；当正方形线框下边离开磁场，上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中，磁通量减少的稍慢，故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等，D 项错，故正确选项为C ． 求解物理图像的选择类问题可用“排除法”，即排除与题目要求相违背的图像，留下正确图像；

电磁感应图象专题

电磁感应图象专题训练 孙志华 1．（08全国卷一20）矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是（） A B C D 2．（08上海卷10）如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像( )

3．(2009宁夏19)如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90o的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度ω逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻R的电流方向为正方向，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动一周的过程中，电流ⅰ随ωt变化的图象是( ) A．B．C．D．4．(07全国一21) 如图所示，LOO′T为一折线，它所形成的两个角∠LOO′和 ∠OO′L′均为45°。折线的右边有一匀强磁场.其方向垂直于纸面向里.一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO′的方向以速度υ作匀速直线运动，在t＝0的刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流-时间（I-t）关系的是（时间以I/υ为单位）( ) 5．(07全国二21)如图所示，在PO、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t＝0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势ε的正方向，以下四个ε－t关系示意图中正确的是( ) ωt i ωt π 2 π 2 π 2 3 π O i ωt π 2 π 2 π 2 3 π O π 2 π i π 2 π 2 3 O π i ωt π 2 π 2 π 2 3 O b M ω O R

【高考物理错题】4、电路与电磁感应

在如图1所示的电路中，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的是() 图1 A.R2的功率增大 B.R3两端的电压减小 C.电流表的示数变大 D.R1接入电路部分中的电流增大 解析当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路的总电阻增大，则干路电流I减小，路端电压U增大，R3两端的电压等于路端电压，则可知R3两端的电压增大，则通过R3的电流I3增大，通过R2的电流I2＝I －I3，I减小，I3增大，则I2减小，故R2的功率减小，选项A、B错误；R2两端电压U2也减小，R4两端的电压U4＝U－U2，U增大，U2减小，则可知U4增大，故通过电流表的电流I A增大，电流表的示数变大，选项C正确；流过R1接入电路部分的电流I1＝I2－I A，I2减小，I A增大，则I1减小，选项D错误。 答案C (2018·新疆二模)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，L1和L2为两个相同的灯泡，每个灯泡的电阻和电源内阻的阻值均相同，D为理想二极管，C为电容器，开关S处于断开状态，下列说法中正确的是() A.滑动变阻器滑片向右移动，电流表示数变小 B.滑动变阻器滑片向右移动，电源内阻的发热功率变小 C.开关S闭合后，L2亮度变暗 D.开关S闭合后，电流表示数不变 解析电容器视为断路，所以只有灯泡L2中有电流通过，滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数不变，故选项A错误；滑动变阻器滑片向右移动，电路电流不变，电源内阻的发热功率不变，故选项B错误；开关S闭合后，因为二极管具有单向导电性，二极管处于截止状态，灯泡L1中无电流，电路总电阻不变，总

电流不变，电流表的示数不变，L2亮度不变，故选项C错误，D正确。答案D 如图所示的电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。R0为定值电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，则下列表示电压表示数U、电路总功率P 随电流表示数I变化的关系图线中，可能正确的是() 解析由题图知R0与R并联，电压表测路端电压，电流表测R接入电路部分所在支路的电流。该恒流源提供的电流恒定为I 总 ，流过R0的电流为I0，R0两端的电压为U0，流过R接入电路部分的电流为I，R接入电路部分两端的电压为U。根据并联电路的特点可知U＝U0＝I0R0＝(I总－I)R0＝－IR0＋I总R0，其中I总、R0为定值，由U＝－R0I＋I总R0可知U－I图象为直线，－R0<0，即图象的斜率小于0，故选项A、B错误；由电功率的计算公式P＝UI知，电路消耗的总功率P＝UI总＝(I总－I)R0×I总＝－I总R0I＋I2总R0，其中I总、R0为定值，由P＝－I总R0I＋I2总R0可知P－I图象为直线，－I总R0<0，即图象的斜率小于0，且I不会为0，P不会为0，故选项C正确，D错误。答案C (多选)如图所示，由于理想变压器原线圈的输入电压降低，电灯L的亮度变暗了，下列哪些措施可以使电灯L重新变亮() A.其他条件不变，P1上移，同时P2下移 B.其他条件不变，P1下移，同时P2上移 C.其他条件不变，断开开关S D.其他条件不变，将滑动变阻器的滑片P向下移动 解析P1上移则n1增大，P2下移则n2减小，由理想变压器规律U1 U2＝ n1 n2可知U2将 会变得更小，所以电灯L不会重新变亮，选项A错误；P1下移则n1减小，P2上 移则n2增大，由理想变压器规律U1 U2＝ n1 n2可知U2将会变大，所以电灯L会重新变 亮，选项B正确；其他条件不变，则电压U2不变，断开开关S，并联部分电阻变大，副线圈电流变小，R1分压变小，电灯L两端的电压将变大，所以电灯L会重新变亮，选项C正确；其他条件不变，将滑动变阻器的滑片P向下移动，总电阻变小，总电流变大，R1分压变大，电灯L两端的电压将变小，所以电灯L不

经典总结电磁感应：专题1：电磁感应图像问题

经典总结电磁感应：专题1：电磁感应图像问题

专题一：电磁感应图像问题 电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间（或位移）变化的图像，解答的基本方法是：根据题述的电磁感应物理过程或磁通量（磁感应强度）的变化情况，运用法拉第电磁感应定律和楞次定律（或右手定则）判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图像。高考关于电磁感应与图象的试题难度中等偏难，图象问题是高考热点。 【知识要点】 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 等随时间变化的图线，即B -t 图线、Φ-t 图线、E -t 图线和I -t 图线。 对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势和感应电流I 等随位移x 变化的图线，即E -x 图线和I -x 图线等。 还有一些与电磁感应相结合涉及的其他量的图象， 例如P -R 、F -t 和电流变化率t t I -?? 等图象。 这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。

磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框。在t=0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正。下列表示i-t关系的选项中，可能正确的是（） 【解析】：从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增大，A项错误；从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应电流不变，B项错；当正方形线框下边离开磁场，上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中，磁通量减少的稍慢，故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等，D项错，故正确选项为C． 求解物理图像的选择类问题可用“排除法”，即排除与题目要求相违背的图像，留下正确图像；也可

电磁感应的原理(一)

电磁感应原理： 令狐采学 一、什么是电磁感应？ 电生磁、磁生电，这就是电磁感应。 1、电生磁：图1.1所示就是一个电生磁的实例 图1.1 图1.2 在一只铁钉上面用导线绕了一个线圈，当把线圈的两端分别连接在一个电池的正极和负极时，电流就会经由线圈流过，这时铁钉就具有了吸引铁屑的能力，铁钉就有了磁性，图1.1所示。此时把连接于电池的导线取消，流过线圈的电流被切断，铁屑有都离开铁钉，掉落下来，铁钉又失去了磁性，图1.2所示。因为线圈有电流流过而产生了磁性，因为线圈的电流被切断停止了电流的流过，又失去了磁性，这就是电生磁的现象。

图1.3 图1.4 既然导体流过电流就能产生磁，那么电流流动的方向和磁极（N极S极）的方向有什么关系呢？。在电工原理的概念中，有一个著名的定则“右手螺旋定则”（也称“安培定则”），就是依据右手握拳，拇指伸直这种手的形态；来判断磁场的方向。也就是根据导体或者线圈内部电流的方向来判断磁场的方向： 图1.3所示；这是一个闭合的回路，图中电流由电池的正极经过线圈流向负极，线圈上箭头方向是电流的方向，线圈内部产生磁力线的方向是左边是S极、右边是N极，这正好和图1.4所示的右手握拳，拇指伸直这种手的形态相吻合，即；右手四

指所指是电流的方向，伸直拇指所指是磁场N极的方向（也就是磁力线的指向）。 同样通电的直导线的周围也会产生以导线为圆心的同心圆磁场，图1.5所示。这个直导线流过电流的磁场和磁场的方向也可以采用右手握拳，拇指伸直这种手的形态来判断： 如图1.6所示；右手握通电的直导线，拇指是电流的方向，握拳的四指就是围绕直导线磁场的方向。 图1.5 图1.6 结论：导体通过电流就会产生磁场，并且磁场的方向和电流的方向有关。 2、磁生电 图1.7是自行车发电机的构造原理图； 图1.7图1.8 在图1.7中，中间有标有N S极的是一个圆形永久磁铁，其磁力线的分布是从N（北极）极指向S（南极）极，图中有箭头

(完整版)电磁感应图像专题(好题)

电磁感应图像问题专题练习 1、(2012·课标全国理综)如图所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内，直导线中电流i 发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i 正方向与图中箭头所示方向相同，则i 随时间t 变化的图象可能是( ) 2、(2013·南京二模)在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图a 所示，磁场方向向上为正。当磁感应强度B 随时间t 按图b 变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是( ) 3、(2014·泉州质检)如图所示，一足够大的正方形区域abcd 内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其顶点a 在直线MN 上，且ab 与MN 的夹角为45°。一边长为L 的正方形导线框从图示位置沿直线MN 以速度v 匀速穿过磁场区域。规定逆时针方向为感应电流的正方向，下列表示整个过程导线框中感应电流i 随时间t ( 以L v 为单位) 变化的图象中正确的是( ) 4、如图所示，在PQ 、QR 区域存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc 边与磁场的边界P 重合．导线框与磁场区域的尺寸如图所示．从t ＝0时刻开始线框以v ＝l 的速度匀速横穿两个磁场区域．以a →b →c →d →e →f 为线框中电动势的正方向．以下四个ε-t 关系示意图中正确的是( ) 5、如图所示，平行于y 轴的导体棒以速度v 向右匀速直线运动，经过半径为R 、磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势e 与导体棒位置x 关系的图象是( )