電磁感應(yīng)電路及圖像用

1、電磁感應(yīng)中的電路與圖像問題電磁感應(yīng)中的電路與圖像問題一、電磁感中的電路問題一、電磁感中的電路問題1內(nèi)電路和外電路內(nèi)電路和外電路(1)切割磁感線運動的導體或磁通量發(fā)生變化的線切割磁感線運動的導體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當于圈都相當于 (2)該部分導體的電阻或線圈的電阻相當于電源該部分導體的電阻或線圈的電阻相當于電源的的 ，其余部分是，其余部分是 電源電源 外電路外電路 內(nèi)阻內(nèi)阻 2電源電動勢和路端電壓電源電動勢和路端電壓(1)電動勢：電動勢：E 或或E .(2)路端電壓：路端電壓：UIR .Blv EIr 1.問題歸類兩種類型兩種類型求解的物理量求解的物理量應(yīng)用的物理規(guī)律應(yīng)用的物理規(guī)律以閉合電

2、以閉合電路歐姆定路歐姆定律為中心律為中心進行的求進行的求解解感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢E、電流、電流I、路端電壓、路端電壓U、電、電路中通過的電荷量路中通過的電荷量q以及閉合電路中的能以及閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化等量轉(zhuǎn)化等法拉第電磁感應(yīng)定法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆律、閉合電路的歐姆定律、電流的定義、定律、電流的定義、功能關(guān)系以及能量守功能關(guān)系以及能量守恒定律等恒定律等以部分電以部分電路歐姆定路歐姆定律為中心律為中心進行的求進行的求解解六個基本物理量六個基本物理量(電電壓、電流、電阻、電壓、電流、電阻、電功、電功率和電功、電功率和電熱熱)、電容器充電電、電容器充電電荷量等荷量等三條定律三條定律(部

3、分電路部分電路歐姆定律、電阻定律歐姆定律、電阻定律和焦耳定律和焦耳定律)以及若以及若干基本規(guī)律干基本規(guī)律(串、并串、并聯(lián)電路特點等聯(lián)電路特點等)2一些常見的誤區(qū)一些常見的誤區(qū)(1)誤區(qū)一：不能正確分析感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流方誤區(qū)一：不能正確分析感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流方向的關(guān)系及內(nèi)、外電路中電勢的高低關(guān)系在電磁感應(yīng)向的關(guān)系及內(nèi)、外電路中電勢的高低關(guān)系在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，電源內(nèi)部的電流方向即為感應(yīng)電動勢的方向，現(xiàn)象中，電源內(nèi)部的電流方向即為感應(yīng)電動勢的方向，內(nèi)電路中電流由低電勢流向高電勢，而外電路中電流從內(nèi)電路中電流由低電勢流向高電勢，而外電路中電流從高電勢流向低電勢高電勢流向低電勢(2)誤區(qū)二：應(yīng)用歐

4、姆定律分析求解電路時，忘記了誤區(qū)二：應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時，忘記了等效電源內(nèi)阻對電路的影響等效電源內(nèi)阻對電路的影響(3)誤區(qū)三：對連接在電路中電表的測量不能正確地誤區(qū)三：對連接在電路中電表的測量不能正確地分析，特別是并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，它所測量分析，特別是并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，它所測量的是路端電壓，而不是等效電源的電動勢的是路端電壓，而不是等效電源的電動勢例例1(2012廣東卷廣東卷)如下圖所示，質(zhì)量為如下圖所示，質(zhì)量為M的導體棒的導體棒ab，垂直放在相距為垂直放在相距為l的平行光滑金屬軌道上導軌平面與水的平行光滑金屬軌道上導軌平面與水平面的夾角為平面的夾角為，并處于磁感應(yīng)強

5、度大小為，并處于磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直、方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中左側(cè)是水平放置、間距為于導軌平面向上的勻強磁場中左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板，的平行金屬板，R和和Rx分別表示定值電阻和滑動變阻器的分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值，不計其他電阻阻值，不計其他電阻(1)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)RxR，釋放導體棒，當棒沿導軌勻速下滑時，釋放導體棒，當棒沿導軌勻速下滑時，求通過棒的電流求通過棒的電流I及棒的速率及棒的速率v.(2)改變改變Rx，待棒沿導軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為，待棒沿導軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m、帶電荷量為帶電荷量為q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通的微粒水平射入金屬

6、板間，若它能勻速通過，求此時的過，求此時的Rx.練習練習1(2012錦州模擬錦州模擬)如右圖所示，豎直平面內(nèi)有一如右圖所示，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為，總電阻為R(指拉直時兩端的電阻指拉直時兩端的電阻)，磁，磁感應(yīng)強度為感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面，在環(huán)的最高點的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面，在環(huán)的最高點A用鉸鏈連接長度為用鉸鏈連接長度為2a、電阻為、電阻為R/2的導體棒的導體棒AB，AB由水由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當擺到豎直位置時，平位置緊貼環(huán)面擺下，當擺到豎直位置時，B點的速度為點的速度為v，則這時，則這時AB兩端的電壓大小為兩端的電壓大小為()二、電磁感應(yīng)圖

7、象問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖象及應(yīng)用圖象圖象類型類型(1)隨隨 變化的圖象如變化的圖象如Bt圖象，圖象，t圖象、圖象、Et圖象和圖象和It圖象圖象(2)隨隨 變化的圖象如變化的圖象如Ex圖象和圖象和Ix圖象圖象問題問題類型類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖象由給定的電磁感應(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)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量的物理量(用圖象用圖象)應(yīng)用應(yīng)用知識知識左手定則、安培定則、右手定則、左手定則、安培定則、右手定則、 、 、歐姆定律、牛頓定律、函、歐姆定律、牛頓定律、函數(shù)圖象等知識數(shù)圖象等知識.時間時間t 位

8、移位移x 楞次定律楞次定律 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 關(guān)于電磁感應(yīng)圖象問題的關(guān)于電磁感應(yīng)圖象問題的“四明確一理解四明確一理解”(1)四個明確四個明確明確圖象所描述的物理意義明確圖象所描述的物理意義明確圖象中各種正、負號的含義明確圖象中各種正、負號的含義明確圖象斜率的含義明確圖象斜率的含義明確圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)明確圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系系1圖象問題的求解類型類型類型據(jù)電磁感應(yīng)過程選圖象據(jù)電磁感應(yīng)過程選圖象據(jù)圖象分析判斷據(jù)圖象分析判斷電磁感應(yīng)過程電磁感應(yīng)過程求求解解流流程程2.解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵弄清初始條件，正、負方向的對應(yīng)變化范圍，所弄清初始條件，正、負方向的對應(yīng)

9、變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達式，進出磁場的轉(zhuǎn)折點是解決研究物理量的函數(shù)表達式，進出磁場的轉(zhuǎn)折點是解決問題的關(guān)鍵問題的關(guān)鍵3解決圖象問題的一般步驟解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是明確圖象的種類，即是Bt圖象還是圖象還是t圖象，圖象，或者或者Et圖象、圖象、It圖象等圖象等(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程分析電磁感應(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、牛頓定結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進行數(shù)學分析，如分析斜率根據(jù)函

10、數(shù)關(guān)系式，進行數(shù)學分析，如分析斜率的變化、截距等的變化、截距等(6)畫圖象或判斷圖象畫圖象或判斷圖象說明：對于圖象問題，應(yīng)做說明：對于圖象問題，應(yīng)做“三看三看”、“三明三明確確”，即，即(1)看軸看軸看清變量看清變量(2)看線看線看圖象的形狀看圖象的形狀(3)看點看點看特殊點和轉(zhuǎn)折點看特殊點和轉(zhuǎn)折點(4)明確圖象斜率的物理意義明確圖象斜率的物理意義(5)明確截距的物理意義明確截距的物理意義(6)明確明確“”“”“”的含義的含義例例2(2012江西九江七校聯(lián)考江西九江七校聯(lián)考)如右圖所示，有理想邊界的直角三角如右圖所示，有理想邊界的直角三角形區(qū)域形區(qū)域abc內(nèi)部存在著兩個方向相反的垂直紙面的勻強

11、磁場，內(nèi)部存在著兩個方向相反的垂直紙面的勻強磁場，e是斜是斜邊邊ac上的中點，上的中點，be是兩個勻強磁場的理想分界線是兩個勻強磁場的理想分界線現(xiàn)以現(xiàn)以b點為原點點為原點O，沿直角邊沿直角邊bc作作x軸，讓在紙面內(nèi)與軸，讓在紙面內(nèi)與abc形狀完全相同的金屬線框形狀完全相同的金屬線框ABC的的BC邊處在邊處在x軸上，軸上，t0時線框時線框C點恰好位于原點點恰好位于原點O的位置讓的位置讓ABC沿沿x軸正方向以恒定的速度軸正方向以恒定的速度v穿過磁場，現(xiàn)規(guī)定逆時針方向為線框中穿過磁場，現(xiàn)規(guī)定逆時針方向為線框中感應(yīng)電流的正方向，如下圖所示四個感應(yīng)電流的正方向，如下圖所示四個ix圖象中，能正確表示感應(yīng)圖

12、象中，能正確表示感應(yīng)電流隨線框位移變化關(guān)系的是電流隨線框位移變化關(guān)系的是()嘗試解答在x02L過程中，由于通過線框的磁通量始終為零，因此感應(yīng)電流為零；在x2L3L過程中，感應(yīng)電流先由2i0逐漸減小到零后又增大到i0；在x3L4L過程中，感應(yīng)電流從i0逐漸減小到零，能正確表示感應(yīng)電流隨線框位移變化關(guān)系的是圖D.答案 D練習練習2(2012山東調(diào)考山東調(diào)考)如圖甲所示，光滑平行金屬導軌如圖甲所示，光滑平行金屬導軌MN、PQ所在所在平面與水平面成平面與水平面成角，角，M、P兩端接一阻值為兩端接一阻值為R的定值電阻，阻值為的定值電阻，阻值為r的金屬棒的金屬棒ab垂直導軌放置，其他部分電阻不計整個裝置處

13、在磁感垂直導軌放置，其他部分電阻不計整個裝置處在磁感應(yīng)強度為應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向上t0時對時對金屬棒施加一平行于導軌的外力金屬棒施加一平行于導軌的外力F，金屬棒由靜止開始沿導軌向上，金屬棒由靜止開始沿導軌向上運動，通過運動，通過R的感應(yīng)電流的感應(yīng)電流I隨時間隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示變化的關(guān)系如圖乙所示下列關(guān)于穿過回路下列關(guān)于穿過回路abPMa的磁通量的磁通量和磁通量的瞬時變化率以和磁通量的瞬時變化率以及及a、b兩端的電勢差兩端的電勢差Uab和通過金屬棒的電荷量和通過金屬棒的電荷量q隨時間隨時間t變化的圖象變化的圖象中，正確的是

14、中，正確的是()答案 BC答案 BC 物理思維方法“等效法”在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用“等效法”是從事物間的等同效果出發(fā)來研究問題的科學思維方法運用等效法，可以在某種物理意義效果相同的前提下，把實際的、復雜的物理現(xiàn)象、物理過程轉(zhuǎn)化為理想的、簡單的、等效的物理現(xiàn)象、物理過程來處理在使用等效法處理問題時應(yīng)注意以下兩點：1等效前和等效后的物理現(xiàn)象和物理過程應(yīng)遵守相同的物理規(guī)律2等效法的實質(zhì)是“等同性”，常見的等效法有三種：模型的等效、過程的等效、作用的等效2012高考浙江卷)為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學設(shè)計了一種“閃爍”裝置如圖所示，自行車后輪由半徑r15.0102 m的金屬內(nèi)圈、半徑r20.4

15、0 m的金屬外圈和絕緣輻條構(gòu)成(2)當金屬條當金屬條ab進入進入“扇形扇形”磁場時，畫出磁場時，畫出“閃爍閃爍”裝置的電路圖；裝置的電路圖；(3)從金屬條從金屬條ab進入進入“扇形扇形”磁場時開始，經(jīng)計算磁場時開始，經(jīng)計算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差Uab隨時間隨時間t變化的變化的Uabt圖象；圖象；(4)若選擇的是若選擇的是“1.5 V0.3 A”的小燈泡，該的小燈泡，該“閃爍閃爍”裝置能否正常工作？有同學提出，通過改變裝置能否正常工作？有同學提出，通過改變磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B、后輪外圈半徑、后輪外圈半徑r2、角速度、角速度和張角和張角等等物理量的大小，優(yōu)化前同學的設(shè)計方案，請給出你的物理量的大小，優(yōu)化前同學的設(shè)計方案，請給出你的評價評價(2012蘇州模擬蘇州模擬)將一個矩形金屬線框折成直角框架將一個矩形金屬線框折