2016屆高三物理大一輪復(fù)習(xí)精講課件：第九章電磁感應(yīng)第三節(jié)

第三節(jié)電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題,第九章電磁感應(yīng),一、電磁感應(yīng)中的電路問題1內(nèi)電路和外電路(1)切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于_(2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的_，其余部分是_,電源,內(nèi)阻,外電阻,2電源電動(dòng)勢(shì)和路端電壓(1)電動(dòng)勢(shì)：E_或E_.(2)路端電壓：UIR_.,Blv,1.(單選)如圖所示，一個(gè)半徑為L(zhǎng)的半圓形硬導(dǎo)體AB以速度v在水平U形框架上向右勻速滑動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路電阻為R0，半圓形硬導(dǎo)體AB的電阻為r，其余電阻不計(jì)，則半圓形導(dǎo)體AB切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小及AB之間的電勢(shì)差分別為(),C,二、電磁感應(yīng)中的圖象問題1圖象類型(1)隨時(shí)間t變化的圖象如Bt圖象、t圖象、Et圖象和it圖象(2)隨位移x變化的圖象如Ex圖象和ix圖象2問題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量(3)利用給出的圖象判斷或畫出新的圖象,2.(單選)(2015泉州模擬)如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在與水平方向夾角為60的斜向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向)，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在水平外力F作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)規(guī)定ab的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，水平向右的方向?yàn)橥饬的正方向，則在0t1時(shí)間內(nèi)，選項(xiàng)圖中能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流i和導(dǎo)體棒ab所受水平外力F隨時(shí)間t變化的圖象是(),D,考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的電路問題,考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖象問題,考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的電路問題1對(duì)電源的理解：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就是電源，如切割磁感線的導(dǎo)體棒、有磁通量變化的線圈等這種電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能2對(duì)電路的理解：內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電阻、電容等電學(xué)元件組成,(2015石家莊質(zhì)檢)如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距l(xiāng)0.6m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表V，電阻為r2的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R12，R21，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計(jì)在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的磁場(chǎng)，CE0.2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示開始時(shí)電壓表有示數(shù)，當(dāng)電,壓表示數(shù)變?yōu)榱愫螅瑢?duì)金屬棒施加一水平向右的恒力F，使金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)電壓表的示數(shù)又變?yōu)樵瓉?lái)的值，金屬棒在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中電壓表的示數(shù)始終保持不變求：,(1)t0.1s時(shí)電壓表的示數(shù)；(2)恒力F的大??；(3)從t0時(shí)刻到金屬棒運(yùn)動(dòng)出磁場(chǎng)的過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量思路點(diǎn)撥(1)在00.2s內(nèi)，R1、R2和金屬棒是如何連接的？電壓表示數(shù)等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)嗎？(2)電壓表示數(shù)始終保持不變，說(shuō)明金屬棒做什么運(yùn)動(dòng)？,總結(jié)提升(1)對(duì)等效于電源的導(dǎo)體或線圈，兩端的電壓一般不等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，只有在其電阻不計(jì)時(shí)才相等(2)沿等效電源中感應(yīng)電流的方向，電勢(shì)逐漸升高,1.(多選)如圖所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向水平放置著兩根相距h0.1m的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、Q之間連接一阻值R0.3的電阻導(dǎo)軌上跨放著一根長(zhǎng)為L(zhǎng)0.2m、電阻2.0/m的金屬棒ab，與導(dǎo)軌正交放置，交點(diǎn)為c、d.當(dāng)金屬棒ab在水平拉力作用下以速度v4.0m/s向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A金屬棒ab兩端點(diǎn)間的電勢(shì)差為0.2VB金屬棒ab兩端點(diǎn)間的電勢(shì)差為0.32VC水平拉金屬棒ab的力大小為0.02ND回路中的發(fā)熱功率為0.06W,BC,考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖象問題1題型特點(diǎn)一般可把圖象問題分為三類：(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象；(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量；(3)根據(jù)圖象定量計(jì)算2解題關(guān)鍵弄清初始條件，正負(fù)方向的對(duì)應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)、出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵,3解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是Bt圖象還是t圖象，或者是Et圖象、It圖象等；(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程；(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系；(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式；(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等；(6)畫出圖象或判斷圖象,(多選)(2015江西新余模擬)如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，有邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線框abcd，其一條對(duì)角線ac和y軸重合、頂點(diǎn)a位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處在y軸的右側(cè)，在、象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合，左邊界與y軸重合，右邊界與y軸平行t0時(shí)刻，線框以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)上邊界的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域取沿abcda方向的感應(yīng)電流為正，則在線框穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i、ab間的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖線是下圖中的(),AD,解析在d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過程中，ab邊切割磁感線，根據(jù)右手定則可以確定線框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，即正方向，電動(dòng)勢(shì)均勻減小到0，則電流均勻減小到0；然后cd邊開始切割磁感線，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，即負(fù)方向，電動(dòng)勢(shì)均勻減小到0，則電流均勻減小到0，故A正確，B錯(cuò)誤d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過程中，ab邊切割磁感線，ab相當(dāng)于電源，電流由a到b，b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)，ab間的電勢(shì)差Uab為負(fù)值，大小等于電流乘bcda三條邊的電阻，并逐漸減小ab邊出磁場(chǎng)后，cd邊開始切割，cd邊相當(dāng)于電源，電流由b到a，ab間的電勢(shì)差Uab為負(fù)值，大小等于電流乘ab邊的電阻，并逐漸減小，故C錯(cuò)誤，D正確故選AD.,總結(jié)提升解決圖象類選擇題的最簡(jiǎn)方法分類排除法首先對(duì)題中給出的四個(gè)圖象根據(jù)大小或方向變化特點(diǎn)分類，然后定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(shì)(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是用物理量的方向，排除錯(cuò)誤選項(xiàng)，此法最簡(jiǎn)捷、最有效,2.(單選)(2015云南第一次檢測(cè))如圖甲所示，線圈ABCD固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈AB邊所受安培力向右且變化規(guī)律如圖乙所示，則磁場(chǎng)的變化情況可能是選項(xiàng)中的(),D,解析：由安培力向右知電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，由楞次定律知磁場(chǎng)增強(qiáng)，C錯(cuò)由乙圖知安培力不變，根據(jù)FBIL知，B增大，I必減小，即電動(dòng)勢(shì)減小，故B的變化率減小，因此A、B錯(cuò)，D正確,真題剖析電磁感應(yīng)電路與圖象的綜合問題(18分)(2013高考廣東卷)如圖甲所示，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的平面內(nèi)，半徑為r的金屬圓盤繞過圓心O的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓心O和邊緣K通過電刷與一個(gè)電路連接電路中的P是加上一定正向電壓才能導(dǎo)通的電子元件流過電流表的電流I與圓盤角速度的關(guān)系如圖乙所示，其中ab段和bc段均為直線，且ab段過坐標(biāo)原點(diǎn)0代表圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)已知：R3.0，B1.0T，r0.2m忽略圓盤、電流表和導(dǎo)線的電阻,(1)根據(jù)圖乙寫出ab、bc段對(duì)應(yīng)的I與的關(guān)系式；(2)求出圖乙中b、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的P兩端的電壓Ub、Uc；(3)分別求出ab、bc段流過P的電流IP與其兩端電壓UP的關(guān)系式審題點(diǎn)睛(1)審電路,(2)審圖象,答案見規(guī)范解答,總結(jié)提升解決電路與圖象綜合問題的思路(1)電路分析弄清電路結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖，明確計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的公式(2)圖象分析弄清圖象所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關(guān)系；挖掘圖象中的隱含條件，明確有關(guān)圖線所包圍的面積、圖線的斜率