高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 習(xí)題課（一）電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題課件 新人教版選修3-2

習(xí)題課 一 電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題 第四章電磁感應(yīng) 2 掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路問題的分析方法和解題基本思路 3 綜合應(yīng)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律解決電磁感應(yīng)中的圖象問題 目標(biāo)定位 二 電磁感應(yīng)中的圖象問題 欄目索引 一 電磁感應(yīng)中的電路問題 對(duì)點(diǎn)檢測(cè)自查自糾 一 電磁感應(yīng)中的電路問題 知識(shí)梳理 電磁感應(yīng)問題常與電路知識(shí)綜合考查 解決此類問題的基本方法是 1 明確哪部分電路或?qū)w產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 該電路或?qū)w就相當(dāng)于電源 其他部分是外電路 2 畫等效電路圖 分清內(nèi) 外電路 3 用法拉第電磁感應(yīng)定律E n或E Blv確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 用楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電流的方向 在等效電源內(nèi)部 方向從負(fù)極指向正極 4 運(yùn)用閉合電路歐姆定律 串并聯(lián)電路特點(diǎn) 電功率 電熱等公式聯(lián)立求解 典例精析 例1粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)方向垂直于線框平面 其邊界與正方形線框的邊平行 現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng) 如下圖所示 則在移出過程中線框的一邊a b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是 解析答案 所以a b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是B圖 故A C D錯(cuò)誤 B正確 答案B 解析答案 例2把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán) 水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 如圖1所示 一長度為2a 電阻等于R 粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上 它與圓環(huán)始終保持良好的接觸 當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過環(huán)心O時(shí) 求 1 棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN 圖1 解析把切割磁感線的金屬棒看成一個(gè)具有內(nèi)阻為R 電動(dòng)勢(shì)為E的電源 兩個(gè)半圓環(huán)看成兩個(gè)并聯(lián)電阻 畫出等效電路如圖所示 等效電源電動(dòng)勢(shì)為 E Blv 2Bav 電流方向從N流向M 返回 解析答案 總結(jié)提升 2 在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率 解析圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為 返回 總結(jié)提升 電磁感應(yīng)中電路問題的分析方法 1 明確電路結(jié)構(gòu) 分清內(nèi) 外電路 畫出等效電路圖 3 根據(jù)楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向 4 根據(jù)電路組成列出相應(yīng)的方程式 二 電磁感應(yīng)中的圖象問題 知識(shí)梳理 1 明確圖象的種類 即是B t圖象還是 t圖象 或者是E t圖象 I t圖象 F t圖象等 2 分析電磁感應(yīng)的具體過程 3 確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 或感應(yīng)電流 的大小和方向 有下列兩種情況 2 若磁場(chǎng)不變 導(dǎo)體切割磁感線 用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向 用E Blv確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變化 4 畫圖象或判斷圖象 特別注意分析斜率的變化 截距等 5 涉及受力問題 可由安培力公式F BIL和牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出有關(guān)函數(shù)關(guān)系式 典例精析 例3如圖2甲所示 矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直 規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里 磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示 若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向 下列各圖中正確的是 圖2 解析答案 總結(jié)提升 答案D 總結(jié)提升 總結(jié)提升 返回 解析答案 總結(jié)提升 例4如圖3所示 一底邊為L 底邊上的高也為L的等腰三角形導(dǎo)體線框以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過長為2L 寬為L的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 t 0時(shí)刻 三角形導(dǎo)體線框的底邊剛進(jìn)入磁場(chǎng) 取沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正 則在三角形導(dǎo)體線框穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中 感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線可能是 圖3 答案A 總結(jié)提升 返回 總結(jié)提升 線框進(jìn) 出勻強(qiáng)磁場(chǎng) 可根據(jù)E BLv判斷E大小變化 再根據(jù)右手定則判斷方向 特別注意L為切割的有效長度 對(duì)點(diǎn)檢測(cè)自查自糾 1 2 3 4 解析答案 1 電磁感應(yīng)中的電路問題 一閉合圓形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 線圈的軸線與磁場(chǎng)方向成30 角 磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化 在下列方法中能使線圈中感應(yīng)電流增加一倍的是 A 把線圈匝數(shù)增大一倍B 把線圈面積增大一倍C 把線圈半徑增大一倍D 把線圈匝數(shù)減少到原來的一半 1 2 3 4 解析設(shè)感應(yīng)電流為I 電阻為R 匝數(shù)為n 線圈半徑為r 線圈面積為S 導(dǎo)線橫截面積為S 電阻率為 答案C 1 2 3 4 解析答案 2 電磁感應(yīng)中的電路問題 如圖4所示 由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓環(huán) 以速度v勻速進(jìn)入一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到圖示位置 aOb 90 時(shí) a b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為 圖4 1 2 3 4 答案D 1 2 3 4 3 電磁感應(yīng)中的圖象問題 如圖5所示 在x 0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)的方向垂直于xOy平面 紙面 向里 具有一定電阻的矩形線框abcd位于xOy平面內(nèi) 線框的ab邊與y軸重合 令線框從t 0時(shí)刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng) 則線框中的感應(yīng)電流i 取逆時(shí)針方向的電流為正 隨時(shí)間t的變化圖線正確的是 解析答案 圖5 解析因?yàn)榫€框做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E Blv Blat 因此感應(yīng)電流大小與時(shí)間成正比 由楞次定律可知方向?yàn)轫槙r(shí)針 D 1 2 3 4 4 電磁感應(yīng)中的圖象問題 一矩形線框位于一隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi) 磁場(chǎng)方向垂直線框所在的