考物理-复习方案-第九章 第3讲 电磁感应定律的综合应用(一)(电路和图象).doc

电磁感应中的电路问题 1．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电阻，其余部分是外电路。 2．电源电动势和路端电压 (1)电动势：E＝n或E＝Blvsin_θ。 (2)路端电压：U＝IR＝E－Ir。 1．对电磁感应电源的理解 (1)电源的正负极可用右手定则或楞次定律判定，要特别注意在内电路中电流由负极到正极。 (2)电磁感应电路中的电源与恒定电流的电路中的电源不同，前者是由于导体切割磁感线产生的，公式为E＝BLv，其大小可能变化，变化情况可根据其运动情况判断；而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的。 (3)在电磁感应电路中，相当于电源的导体(或线圈)两端的电压与恒定电流的电路中电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于电动势。(除非切割磁感线的导体或线圈电阻为零) 2．解决电磁感应电路问题的基本步骤 (1)确定电源及正负极，并利用E＝Blv或E＝n求出电源电动势。当电路中有两棒切割磁感线产生电动势时，将它们求和(同向时)或求差(反向时)； (2)分析电路结构，画等效电路图； (3)利用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律求电流、电压、电功率、焦耳热、感应电荷量等。 1．(2013·汕头模拟)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9－3－1所示，当磁场以的变化率增强时，则(　　) 图9－3－1 A．线圈中感应电流方向为acbda B．线圈中产生的电动势E＝· C．线圈中a点电势高于b点电势 D．线圈中a、b两点间的电势差为· 解析：选AB　当磁场增强时，由楞次定律可判定感应电流的方向为acbda，故A项正确；由法拉第电磁感应定律的E＝·，B项正确；由于内电路上电流由负极到正极，φb＞φa，故C项错误；线圈中a、b两点的电势差为电动势的一半，即－·，故D项错误。 电磁感应的图象问题 电磁感应中的图象问题图象类型 (1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象 (2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随导体位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象 问题类型 (1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象 (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 应用知识 左手定则、安培定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、相关数学知识等 (1)电磁感应现象中图象问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势(或电流)大小是否恒定。用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向，从而确定其正负、以及在坐标中的范围。 (2)要正确解决图象问题，必须能根据图象的意义把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断。 (3)解决图象问题的基本步骤： 明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者E－t图象、i－t图象等。对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及E－x图象和i－x图象。 分析电磁感应的具体过程。 用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。 结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式。 根据函数关系式进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。 判断图象(或描绘图象、变换图象或应用图象分析解决问题)。 2．(2012·北京四中模拟)一矩形线圈位于一随时间t变化的磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里，如图9－3－2甲所示。磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的I－t图中正确的是(　　) 图9－3－2 图9－3－3 解析：选A　由题干图乙可知，在0～1 s的时间内，磁感应强度均匀增大，由楞次定律判断出感应电流的方向为逆时针方向，和题干图甲中所示电流相反，所以为负值，B选项和C选项都错误；根据法拉第电磁感应定律，其大小E＝＝，I＝＝为一定值，在2～3 s和4～5 s时间内，磁感应强度不变，磁通量不变化，无感应电流生成，D选项错，所以A选项正确。 电磁感应中的电路问题 [命题分析]　本考点是高考热点，主要考查法拉第电磁感应定律及电路的分析与运算，以选择或计算题呈现。 [例1]　(2012·浙江高考)为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图9－3－4所示，自行车后轮由半径r1＝5.0×10－2 m的金属内圈、半径r2＝0.40 m的金属外圈和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间