2026版高三物理一轮复习第十二章 第3讲　专题强化：电磁感应的电路和图像问题讲义课件+课时练

简洁实用高效第十二章电磁感应第3讲专题强化：电磁感应的电路和图像问题物理内容索引关键能力提升第一部分题型一电磁感应中的电路问题题型二电磁感应中的图像问题0102课时作业第二部分热点题型突破第分部一题型探究·能力提升题型一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．“三步走”分析电路为主的电磁感应问题【典例1】在如图甲所示的电路中，电阻R1＝R2＝2R，圆形金属线圈的半径为r1，电阻为R，半径为r2(r2<r1)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，图线与横、纵轴的交点坐标分别为t0和B0，其余导线的电阻不计。闭合开关S，至t1时刻，电路中的电流已稳定。(1)判断通过电阻R2的电流方向、电容器上极板所带电荷的电性；【解析】由题图乙可知，磁感应强度减小，根据楞次定律的“增反减同”判断出线圈中的感应电流方向为顺时针方向，则通过电阻R2的电流方向向右，电容器上极板带负电。【答案】方向向右带负电(2)求线圈中产生的感应电动势的大小E；(3)求稳定后电阻R2两端的电压U2。电磁感应中电路问题的误区分析(1)不能正确分析感应电动势及感应电流的方向。因产生感应电动势的那部分电路为电源部分，故该部分电路中的电流应为电源内部的电流，从低电势到高电势，而外电路中的电流方向仍是从高电势到低电势。(2)应用闭合电路欧姆定律分析求解电路时，没有注意等效电源的内阻对电路的影响。(3)对连接在电路中电表的读数不能正确进行分析，特别是并联在等效电源两端的电压表，其示数应该是路端电压，而不是等效电源的电动势。易错警示1．(2025·安徽重点中学高三联考)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(

)对点演练B2．如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M、P和N、Q间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡L1、L2，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d0的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B0，且磁场区域可以移动，一电阻也为R、长度也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯泡L1足够远。现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动，当棒ab刚处于磁场中时两灯泡恰好正常工作。棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。(1)求磁场移动的速度大小；(2)若保持磁场不移动(仍在cdfe矩形区域)，而使磁感应强度B随时间t均匀变化，两灯泡中有一灯泡正常工作且都有电流通过，设t＝0时，磁感应强度为B0。试求出经过时间t时磁感应强度的可能值Bt。题型二电磁感应中的图像问题1．题型简述(1)根据给定的电磁感应过程判断、选择有关图像。(2)根据给定的图像分析电磁感应过程，定性或定量求解有关问题。(3)电磁感应中图像的转化——根据给定的图像分析、判断其他图像。2．常见类型3．解答选择类图像问题的常用方法(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项。(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断。D考向2电磁感应中图像的转化【典例3】

(多选)如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里。设产生的感应电流顺时针方向为正，竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正。则下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图像正确的是(

)AC向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内的相等，故A正确，B错误。在0～2s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐减小，电流恒定不变，根据FA＝BIL，则安培力逐渐减小，cd边所受安培力方向向右，为负值，0时刻安培力大小为F＝2B0I0L；在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据FA＝BIL，则安培力逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，为正值，3s时安培力大小为B0I0L；在3～4s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐减小，则安培力大小逐渐减小，cd边所受安培力方向向右，为负值，3s时的安培力大小为B0I0L；在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，6s时的安培力大小为2B0I0L。故C正确，D错误。考向3根据图像分析判断电磁感应过程【典例4】

(2025·广东中山高三联考)如图甲所示，圆形线圈总电阻r＝0.5Ω，匝数n＝20，线圈面积S1＝1m2，其端点a、b与R＝1.5Ω的电阻相连，线圈内面积S2＝0.5m2的正方形区域内有随时间变化的磁场，磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示。求：(1)前0.2s时间内线圈中产生的感应电动势E；【答案】4V

(2)前0.2s时间内a、b两点间的电势差Uab；【答案】3V

(3)请在图丙中画出前0.8s时间内电路中电流I随时间t变化的图像(定义电流由a向b流经R为正方向)。根据楞次定律可知，此时电流方向反向。则前8s时间内电流I随时间t变化的图像如图所示。【答案】见解析图课时作业62第分部二1．(5分)如图所示是两个相互连接的金属环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，匀强磁场垂直穿过大金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势差为(

)B2．(5分)如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻R，导轨电阻可忽略不计。MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面向里(指向图中纸面内)。现对MN施力使它沿导轨方向以速度v(如图)做匀速运动。令U表示MN两端电压的大小，则(

)A3．(5分)(多选)如图所示，分布于全空间的匀强磁场垂直于纸面向里，其磁感应强度大小为B＝2T。宽度为L＝0.8m的两导轨间接一阻值为R＝0.2Ω的电阻，电阻为2R的金属棒AC长为2L并垂直于导轨(导轨电阻不计)放置，A端与导轨接触，中点D与另一导轨接触。当金属棒以速度v＝0.5m/s向左匀速运动时，下列说法正确的是(

)A．流过电阻R的电流为2AB．A、D两点的电势差为UAD＝0.4VC．A、C两点的电势差为UAC＝－1.6VD．A、C两点的电势差为UAC＝－1.2VAD4．(5分)(多选)(2024·山东枣庄二模)如图所示，间距为L＝0.8m的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连接阻值为R1＝2.0Ω的电阻，磁感应强度为B1＝0.5T、足够大的匀强磁场与导轨平面垂直。质量为m＝1.0×10-2kg、电阻值为R2＝2.0Ω的金属棒ab放在导轨上，且始终与导轨接触良好。导轨的上端点P、M分别与横截面积为5.0×10-3m2的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场B2平行。开关S闭合后，金属棒ab恰能保持静止。重力加速度大小g取10m/s2，其余部分的电阻不计，则(

)BCA．匀强磁场B2的磁感应强度均匀减小B．金属棒ab中的电流为0.25AC．匀强磁场B2的磁感应强度的变化率为10T/sD．断开S之后，金属棒ab下滑的最大速度为1.25m/s5．(5分)如图所示，MNQP是长、宽分别为2L和L的矩形，在其由对角线划分的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。边长为L的正方形导线框，在外力作用下水平向左匀速运动，线框左边始终与MN平行。设导线框中感应电流i沿逆时针流向为正。若t＝0时正方形导线框的左边框与PQ重合，则左边框由PQ运动到MN的过程中，下列i－t图像正确的是(

)D解析：0～t1内是线框的左边框由PQ向左进入磁场，根据右手定则知感应电流为顺时针(负)，而切割磁感线的有效长度随着水平位移的增大而均匀减小，则感应电流的大小均匀减小；t1～2t1内，线框的前后双边同向同速切割相反的磁场，两者电动势相加为总电动势，电流方向为逆时针(正)，两边的有效长度之和等于L，则电流大小恒定。故D正确。6．(5分)如图所示，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磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一接入电路的电阻为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，滑动过程中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CR，小于导体棒的电阻R，又外电路总电阻先增大后减小，由电源的输出功率与外电路总电阻的关系可知，线框消耗的电功率先增大后减小，故D错误。7．(5分)(多选)(2025·陕西西安高三期中联考)在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图甲所示磁场方向为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。边长为l、电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则(

)BD8．(5分)(多选)(2025·山东聊城一模)如图所示，两电阻为零的光滑导轨水平放置在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝(狭缝宽度不计)，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ，导轨左端通过单刀双掷开关S可以与电容器C或电阻R相连，导轨上有一足够长且不计电阻的金属棒与x轴垂直，在外力F(大小未知)的作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，若某时刻开关S接1，外力用F1表示，通过金属棒电流的大小用I1表示；若某时刻开关S接2，外力用F2表示，通过金属棒电流的大小用I2表示。关于外力、电流大小随时间变化关系的图像正确的是(

)AD9．(5分)(多选)(2022·河北卷)如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴上，另一根由ab、bc、cd三段直导轨组成，其中bc段与x轴平行，导轨左端接入一电阻R。导轨上一金属棒MN沿x轴正向以速度v0保持匀速运动，t＝0时刻通过坐标原点O，金属棒始终与x轴垂直。设运动过程中通过电阻R的电流强度为i，金属棒受到的安培力的大小为F，金属棒克服安培力做功的功率为P，电阻R两端的电压为U，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是(

)AC10．(15分)在同一水平面的光滑平行导轨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相距d＝10mm，定值电阻R1＝R