备考2024届高考物理一轮复习讲义第十二章电磁感应专题二十电磁感应中的电路和图像问题题型1电磁感应中的电路问题

这是一份备考2024届高考物理一轮复习讲义第十二章电磁感应专题二十电磁感应中的电路和图像问题题型1电磁感应中的电路问题，共4页。试卷主要包含了对电磁感应电路的理解，分析电磁感应电路问题的基本思路等内容，欢迎下载使用。
1.对电磁感应电路的理解
（1）做切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源.
（2）在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能转化为电能.
（3）电源两端的电压为路端电压，而不是感应电动势.
（4）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，均可用楞次定律或右手定则判定.
（5）电源与外电路构成闭合电路，具有电路的共性，满足电路的普遍规律.
2.分析电磁感应电路问题的基本思路
研透高考 明确方向
命题点1 动生电动势的电路问题
1.[多选]如图，PAQ为一段固定于水平面上的光滑圆弧导轨，圆弧的圆心为O，半径为L.空间存在垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场.电阻为R的金属杆OA与导轨接触良好，图中电阻R1＝R2＝R，其余电阻不计.现使OA杆在外力作用下以恒定角速度ω绕圆心O顺时针转动，在其转过π3的过程中，下列说法正确的是（ AD ）
A.通过电阻R1的电流方向为P→R1→O
B.A、O两点间的电势差为BωL22
C.通过OA杆的电荷量为πBL26R
D.外力做的功为πωB2L418R
解析 由右手定则判断出OA中电流方向由O→A，可知通过电阻R1的电流方向为
P→R1→O，故A正确；OA杆产生的感应电动势为E＝BωL22，将OA杆当成电源，外部电路R1与R2并联，则A、O两点间的电势差为U＝ER＋R2·R2＝BωL26，故B错误；通过OA杆的电流为I＝ER＋R2＝BωL23R，转过π3角度所用时间为t＝π3ω＝π3ω，通过OA杆的电荷量为q＝It＝πBL29R，故C错误；转过π3角度的过程中，外力做的功为W＝EIt＝πωB2L418R，故D正确.
方法点拨
电磁感应电路中的等效问题
命题点2 感生电动势的电路问题
2.[2022全国甲]三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示.把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I1、I2和I3.则（ C ）
A.I1＜I3＜I2B.I1＞I3＞I2
C.I1＝I2＞I3D.I1＝I2＝I3
解析 设线框的面积为S，周长为L，细导线的截面积为S'，由法拉第电磁感应定律可知，线框中感应电动势E＝ΔΦΔt＝ΔBΔtS，而线框的总电阻R＝ρLS'，所以线框中感应电流I＝ER＝SS'ΔBρLΔt.由于三个线框处于同一线性变化的磁场中，且绕制三个线框的细导线相同，设正方形线框的边长为l，则三个线框的面积分别为S1＝l2，S2＝π4l2，S3＝338l2，三个线框的周长分别为L1＝4l，L2＝πl，L3＝3l，则I1∶I2∶I3＝S1L1∶S2L2∶S3L3＝2∶2∶3，故C正确.
命题点3 含容电路问题
3.[浙江高考]如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场.长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO'上，随轴以角速度ω匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态.已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（ B ）
A.棒产生的电动势为12Bl2ω
B.微粒的电荷量与质量之比为2gdBr2ω
C.电阻消耗的电功率为πB2r4ω2R
D.电容器所带的电荷量为CBr2ω
解析 金属棒产生的电动势为E＝Br·12ωr＝12Br2ω，A错误；金属棒的电阻不计，故电容器两极板间的电压等于棒产生的电动势，微粒的重力与其受到的电场力大小相等，有mg＝qEd，可得qm＝2gdBr2ω，B正确；电阻消耗的电功率P＝E2R＝B2r4ω24R，C错误；电容器所带的电荷量Q＝CE＝12CBr2ω，D错误.
方法点拨
“三步走”分析电磁感应的电路问题
核心考点
五年考情
命题分析预测
电磁感应中的电路问题
2023：广东T14；
2022：全国甲T16，全国甲T20；
2021：上海T20，浙江1月T21；
2020：浙江7月T12
高考对本专题的考查主要有电磁感应中的电路问题和图像问题，选择题和计算题都有涉及，难度中等.针对2025年高考，与电磁感应相关的电路结构分析与计算类试题要重视.
电磁感应中电荷量的计算
2023：浙江1月T19；
2022：湖南T10；
2019：上海T19
电磁感应中的图像问题
2023：浙江1月T7；
2022：河北T8；
2020：山东T12；
2019：全国ⅠT20，全国ⅡT21