高考物理復(fù)習(xí) 第十二章 電磁感應(yīng) 第3講 電磁感應(yīng)中的電路與圖像問題課件

1、第3講電磁感應(yīng)中的電路與圖像問題知識梳理知識梳理一、電磁感應(yīng)中的電路問題一、電磁感應(yīng)中的電路問題1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源電源。因此,電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起。2.解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(或右手定則)確定感應(yīng)電動勢的大小大小和方向方向;(2)畫等效電路;(3)運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律、電功率等相關(guān)知識求解。3.與上述問題相關(guān)的幾個知識點(diǎn)與上述問題相關(guān)的幾個知識點(diǎn)(1)電源電動勢E=Blv或E=n。(2)

2、閉合電路歐姆定律I=;部分電路歐姆定律I=;電源的內(nèi)電壓Ur=Ir;電源的路端電壓U=IR=E-Ir。(3)通過導(dǎo)體的電荷量q=It= n。tERrURRr二、電磁感應(yīng)中的圖像問題二、電磁感應(yīng)中的圖像問題電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖像,即B-t圖像圖像、-t圖像、E-t圖像和I-t圖像。對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況,還常涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖像,即E-x圖像和I-x圖像。1.如圖所示,一個邊長為L、電阻均勻分布的正方形線框abcd,在外力作用下,以速度v勻速穿過寬度均為L的兩個勻強(qiáng)磁場。這兩個

3、磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向相反。線框運(yùn)動方向與底邊平行且與磁場邊緣垂直。取逆時針方向?yàn)殡娏髡较?。若從圖示位置開始,線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i、導(dǎo)體ba段電壓uba與運(yùn)動位移x之間的函數(shù)圖像如圖所示,則正確的是()D答案答案D線框bc邊進(jìn)入左側(cè)磁場時,E=BLv,i0=,沿逆時針方向,uba=BLv;當(dāng)bc邊進(jìn)入右側(cè)磁場時,ad邊同時進(jìn)入左側(cè)磁場,此時E=2BLv,i0=2i0=,沿順時針方向,uba=-BLv=-BLv,故D正確。BLvR142BLvR24122.如圖所示,PN和QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1m,電阻不計,兩端分別接有電阻R1和R2,且R1=6,ab導(dǎo)體桿的電阻為2,在導(dǎo)軌上可無

4、摩擦地滑動,垂直穿過導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T?，F(xiàn)ab以恒定速度v=3m/s勻速向右移動,這時ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等,求:(1)R2的阻值;(2)R1與R2消耗的電功率分別為多少;(3)拉ab桿的水平向右的外力F為多大。答案答案(1)3(2)0.375W0.75W(3)0.75N解析解析(1)內(nèi)外功率相等,則內(nèi)外電阻相等:=2解得R2=3(2)E=BLv=113V=3V總電流I=A=0.75A路端電壓U=IR外=0.752V=1.5VP1=W=0.375WP2=W=0.75W(3)F=F安=BIL=10.751N=0.75N2266RRER總3421UR

5、21.5622UR21.53深化拓展深化拓展考點(diǎn)一考點(diǎn)一電磁感應(yīng)電路問題電磁感應(yīng)電路問題考點(diǎn)二考點(diǎn)二電磁感應(yīng)圖像問題分析電磁感應(yīng)圖像問題分析考點(diǎn)三考點(diǎn)三綜合應(yīng)用電路和圖像分析電磁感應(yīng)問題綜合應(yīng)用電路和圖像分析電磁感應(yīng)問題深化拓展深化拓展考點(diǎn)一電磁感應(yīng)電路問題考點(diǎn)一電磁感應(yīng)電路問題1.電磁感應(yīng)中電路知識的關(guān)系圖電磁感應(yīng)中電路知識的關(guān)系圖2.解電磁感應(yīng)中電路問題時關(guān)注以下幾點(diǎn)解電磁感應(yīng)中電路問題時關(guān)注以下幾點(diǎn)(1)明確電源的電動勢。E=n=nS=nB,E=BLv,E=BL2。(2)明確電源的正、負(fù)極:根據(jù)電源內(nèi)部電流的方向是從負(fù)極流向正極,即可確定電源的正、負(fù)極。(3)明確電源的內(nèi)阻:即相當(dāng)于電源

6、的那部分電路的電阻。(4)明確電路關(guān)系:即構(gòu)成回路的各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系。(5)結(jié)合閉合電路歐姆定律和電功、電功率等能量關(guān)系列方程求解。tBtSt121-1如圖,由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd,固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場B中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動,滑動過程PQ始終與ab垂直,且與線框接觸良好,不計摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中()A.PQ中電流先增大后減小B.PQ兩端電壓先減小后增大C.PQ上拉力的功率先減小后增大D.線框消耗的電功率先減小后增大C答案答案C由題意知,題目情形可等

7、效為如圖所示的電路問題,其中R左+R右=3R,E=BLv,r=R,當(dāng)PQ向右運(yùn)動時,R左增大,R右減小,兩者并聯(lián)的總電阻R外先增大后減小,當(dāng)PQ運(yùn)動到線框正中央位置時,R外最大,故流過PQ的電流先減小后增大,A項(xiàng)錯誤;PQ兩端電壓U=E-Ir,故U的變化為先增大后減小,B項(xiàng)錯誤;拉力的功率P=P總=EI,故拉力的功率先減小后增大,C項(xiàng)正確;線框作為外電路,總電阻最大值為R總=0代表圓盤逆時針轉(zhuǎn)動。已知:R=3.0,B=1.0T,r=0.2m。忽略圓盤、電流表和導(dǎo)線的電阻。(1)根據(jù)圖(b)寫出ab、bc段對應(yīng)的I與的關(guān)系式;(2)求出圖(b)中b、c兩點(diǎn)對應(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。圖(a)圖(b)答案答案見解析解析解析(1)由圖像可知,在ab段I=(-45rad/s15rad/s)在bc段I=-0.05(15rad/s45rad/s)(2)由題意可知,P兩端的電壓UP等于圓盤產(chǎn)生的電動勢,UP=Br2b點(diǎn)時b=15rad/sUb=Br2b=0.3Vc點(diǎn)時c=45rad/sUc=Br2c=0.9V(3