2027届新高考物理热点精准复习电磁感应中的电路和图像问题

2027届新高考物理热点精准复习电磁感应中的电路和图像问题内容索引学习目标核心体系活动方案学习目标1．理解电磁感应中的电路问题分析方法，能求解与电路相关的电磁感应综合问题.2．理解电磁感应中的图像问题分析方法，能求解与图像相关的电磁感应综合问题．核心体系活动方案活动一分析电磁感应中的电路问题[2025南通一模]电动汽车刹车时利用储能装置储蓄能量，其原理如图所示，矩形金属框部分处于匀强磁场中，磁场方向垂直于金属框平面向里，磁感应强度大小为B，金属框的电阻为r，ab边长为L，刹车过程中ab边垂直切割磁感线，某时刻ab边相对磁场的速度大小为v，金属框中的电流为I.此时刻1(1)判断ab边中电流的方向，并求出感应电动势大小E；(2)求储能装置两端的电压U和金属框的输出电功率P.【答案】(1)由右手定则得ab中的电流方向b→a，E＝BLv.(2)由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，解得U＝BLv－Ir，P＝UI，解得P＝BILv－I2r.解决电磁感应中的电路问题的一般思路

[2023江苏卷]如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘．现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动．O、A、C点电势分别为φO、φA、φC，则(

)A．φO>φCB．φC>φAC．φO＝φAD．φO－φA＝φA－φC1A【解析】

由图可看出OA导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知φO>φA，其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，电流为0，则φC＝φA，A正确，B、C错误；根据以上分析可知φO－φA>0，φA－φC＝0，则φO－φA>φA－φC，D错误．求解电磁感应中的电路问题时务必要认准电源及其正负极：切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈相当于电源；电源的正负极可用右手定则或楞次定律判定，因为在内电路中电流由负极到正极．[2025苏州张家港调研]如图所示，固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向里的匀强磁场，导轨间距为L且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，一金属棒垂直放在导轨上．现将金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度ω转过60°，金属棒始终与导轨接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计．求：(1)金属棒转动过程中产生感应电动势的最大值；(2)转动过程中通过定值电阻R的电荷量是多少．2总电阻在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2.螺线管导线电阻r＝1.0Ω，R1＝4.0Ω，R2＝5.0Ω，C＝30μF.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．求：(1)螺线管中产生的感应电动势；(2)闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率；(3)S断开后，流经R2的电荷量．2甲乙(3)S断开后流经R2的电荷量即为S闭合时电容器极板上所带的电荷量Q；S闭合时，电容器两端的电压U＝IR2＝0.12×5.0V＝0.6V，流经R2的电荷量Q＝CU＝30×10－6×0.6C＝1.8×10－5

C．1.电磁感应常见电路问题分类．(1)确定等效电源的正负极、感应电流的方向、电势高低、电容器极板的带电性质等问题．(2)求解电路中的总电阻、路端电压、电功率、电荷量等问题．2.电磁感应中电路知识关系图．活动二分析电磁感应中的图像问题弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决电磁感应中的图像问题的关键．一、根据电磁感应过程选或画图像(画图像)[2025南京期末]在边长为L的等边三角形abc区域内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，一边长也为L的等边三角形导线框def，在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边ef始终与磁场的底边界bc在同一直线上，如图所示．取顺时针方向为电流的正方向，则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流随时间变化的图像可能是(

)3ABCDB解决电磁感应中的图像问题的一般步骤(1)明确图像的种类，即是B－t图还是Φ－t图，或者E－t图、I－t图等；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等；(6)画图像或判断图像正误．如图所示，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”形导轨．空间存在垂直于纸面的匀强磁场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是(

)3A1.试推导出回路中的热功率P随时间t变化的关系式，并画出图像．【答案】

回路中热功率P＝I2R，回路中电流I为定值，R∝t,可得P∝t，图像如图甲所示．甲2.试推导出回路中产生的焦耳热Q随时间t变化的关系式，并画出图像．二、根据图像分析判断电磁感应过程或求相应物理量(用图像)

一硬质金属圆环固定在纸面内，圆心O在有界匀强磁场的边界MN上，磁场与纸面垂直时磁场的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则圆环所受安培力F与时间t的关系图像可能正确的是(

)4甲乙ABCDC【解析】

由于通过圆环的磁通量变化率为定值，故圆环中的电动势、电流的大小和方向不变，圆环在磁场中的有效长度不变，根据F＝BIl∝B，故F－t的图像与B－t图像类似．故C正确．分析电磁感应中的图像问题常用方法(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