物理第二章電磁感應習題課4電磁感應中的電路、電荷量及圖像問題01典題分類講練結合02分層演練素養達標題型一電磁感應中的電路問題

1．明確哪部分電路或導體產生感應電動勢，該部分電路或導體就相當于電源，其他部分是外電路。2．畫等效電路圖，分清內、外電路。【例1】如圖甲所示，N＝200匝的線圈(圖中只畫了2匝)，電阻r＝2Ω，其兩端與一個R＝48Ω的電阻相連。線圈內有垂直于紙面向里的磁場，磁通量按圖乙所示的規律變化。下列選項正確的是(

)A．電阻R兩端b點比a點電勢高B．電阻R兩端的電壓大小為10VC．0.1s時間內非靜電力所做的功為0.2JD．0.1s時間內通過電阻R的電荷量為0.05C√【例2】把總電阻為R＝4Ω的均勻電阻絲焊接成一半徑為a＝0.5m的圓環，水平固定在豎直向下的磁感應強度為B＝1T的勻強磁場中，如圖所示，一長度為L＝1.0m，電阻為r＝2Ω，粗細均勻的金屬棒MN放在圓環上，它與圓環始終保持良好的接觸，當金屬棒在外力的作用下以恒定速度v＝6m/s向右移動經過環心O時，求：(1)金屬棒上電流的大小及金屬棒兩端的電壓UMN。(2)圓環消耗的熱功率。[解析]

(1)金屬棒運動產生電流，它相當于電源，內阻為r，電動勢為E＝BLv＝6V，畫出等效電路圖如圖所示，根據右手定則，金屬棒中電流從N流向M，所以M相當于電源的正極，N相當于電源的負極。√【例3】物理實驗中，常用一種叫作“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電荷量。如圖所示，探測線圈與沖擊電流計串聯后可用來測定磁場的磁感應強度。已知線圈的匝數為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R。若將線圈放在被測勻強磁場中，開始線圈平面與磁場垂直，現把探測線圈翻轉180°，沖擊電流計測出通過線圈的電荷量為q，由上述數據可測出被測磁場的磁感應強度為(

)√[針對訓練2]如圖所示，將一個閉合金屬圓環從有界勻強磁場中勻速拉出，第一次速度為v，通過金屬圓環某一截面的電荷量為q1，第二次速度為2v，通過金屬圓環某一截面的電荷量為q2，則(

)A．q1∶q2＝1∶2B．q1∶q2＝1∶4C．q1∶q2＝1∶1D．q1∶q2＝2∶1√題型三電磁感應中的圖像問題

1．問題類型(1)由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖像。(2)由給定的圖像分析電磁感應過程，求解相應的物理量。2．圖像類型(1)各物理量隨時間t變化的圖像，即B－t圖像、Φ－t圖像、E－t圖像和I－t圖像。(2)導體切割磁感線運動時，還涉及感應電動勢E和感應電流I隨導體位移變化的圖像，即E－x圖像和I－x圖像。3．解決此類問題需要熟練掌握的規律：安培定則、左手定則、楞次定律、右手定則、法拉第電磁感應定律、歐姆定律等。【例4】如圖甲所示，矩形線圈abcd位于勻強磁場中，磁場方向垂直于線圈所在平面，磁感應強度B隨時間t變化的規律如圖乙所示。以圖中箭頭所示方向為線圈中感應電流i的正方向，以垂直于線圈所在平面向里為磁感應強度B的正方向，則下列圖中能正確表示線圈中感應電流i隨時間t變化規律的是(

)√【例5】如圖所示，一底邊長為L，底邊上的高也為L的等腰三角形導體線框以恒定的速度v沿垂直于磁場區域邊界的方向穿過長為2L、寬為L的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里。t＝0時刻，三角形導體線框的底邊剛進入磁場，取沿逆時針方向的感應電流為正方向，則在三角形導體線框穿過磁場區域的過程中，感應電流i隨時間t變化的圖線可能是(

)√[針對訓練3]如圖甲所示，一根電阻R＝4Ω的導線繞成半徑d＝2m的圓，在圓內部分區域存在變化的勻強磁場，中間“S形”虛線是兩個直徑均為d的半圓，磁感應強度隨時間變化的規律如圖乙所示(磁場垂直于紙面向外為正，電流逆