第九章第三节电磁感应中的电路和图象问题剖析.doc

第三节　电磁感应中的电路和图象问题 ,　　　　　　[学生用书]) 一、电磁感应中的电路问题内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻其余部分是外电阻．电源电动势和路端电压(1)电动势：E＝Blv或E＝n(2)路端电压：U＝IR＝　1.(多 用均匀导线做成的正方形线圈边长为l正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中如图所示当磁场以的变化率增强时则(　　)线圈中感应电流方向为acbda线圈中产生的电动势E＝ C．线圈中a点电势高于b点电势线圈中a、b两点间的电势差为 答案：二、电磁感应中的图象问题图象类型(1)随时间t变化的图象如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和i－t图象．(2)随位移x变化的图象如E－x图象和i－x图象．问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量． (3)利用给出的图象判断或画出新的图象．　2.(单选)(2016·泉州模拟)如图甲所示光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60的斜向下的匀强磁场中匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)导体棒ab垂直导轨放置除电阻R的阻值外其余电阻不计导体棒ab在水平外力F作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向水平向右的方向为外力F的正方向则在0～t时间内选项图中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是(　　) 答案： 考点一　电磁感应中的电路问题1．对电源的理解：在电磁感应现象中产生感应电动势的那部分导体就是电源如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等．这种电源将其他形式的能转化为电能．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈外电路由电阻、电容等电学元件组成．解决电磁感应中电路问题的一般思路(1)确定等效电源利用E＝n或E＝Blv求感应电动势的大小利用右手定则或楞次定律判断电流方向．(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)画出等效电路图．(3)利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解． 　　　　　　一般电磁感应电路的分析与计算[学生用书] 　(2016·石家庄质检)如图甲所示两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上导轨间距l＝两导轨的左端用导线连接电阻R及理想电压表电阻为r＝2 的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R已知R＝2 ＝1 导轨及导线电阻均不计．在矩形区域CDFE内有竖直向上的磁场＝0.2 磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．开始时电压表有F，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变．求： (1)t＝0.1 时电压表的示数；(2)恒力F的大小；(3)从t＝0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量．[审题突破]　(1)在0～0.2 内、R和金属棒是如何连接2)电压表示数始终保持不变说明金属棒做什么运动？[解析]　(1)设磁场宽度为d＝CE在0～0.2 的时间内有E＝＝＝0.6 此时与金属棒并联后再与R串联＝R并＋R＝1 ＋1 ＝2 ＝并＝0.3 (2)金属棒进入磁R1与R并联后再与r串联有＝＋＝0.45 ＝BI′l＝1.00×0.45×0.6 ＝0.27 由于金属棒进入磁场后电压表的示数始终不变所以金属棒做匀速运动所以恒力F的大小F＝F＝0.27 (3)在0～0.2 的时间内有＝＝0.036 金属棒进入磁场后有＝＋r＝＝I′R′＝1.2 ＝Blv＝2.0 /s t′＝＝＝0.1 ＝E′I′t′＝0.054 总＝Q＋Q′＝0.036 ＋0.054 ＝0.09 [答案]　(1)0.3 　(2)0.27 　(3)0.09 　　　　　　含容电磁感应电路的分析与计算[学生用书] 　 在同一水平面的光滑平行导轨P、Q相距l＝1 导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d＝10 定值电阻R＝R＝12 ＝2 ab的电阻r＝2 其他电阻不计．磁感应强度B＝0.5 的匀强磁场竖直穿过导轨平面当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时悬浮于电容器两极板之间质量m＝1×10－14电荷量q＝－1×10－14的微粒恰好静止不动．取g＝10 在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好．且速度保持恒定．试求：(1)匀强磁场的方向；(2)ab两端的路端电压；(3)金属棒ab运动的速度．→→→Ｋ [解析]　(1)负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态因为重力竖直向下所以电场力竖直向上故M板带正电．ab棒向右做切割磁感线运动产生感应