2013年人教版高中物理一轮复习课件：9.3电磁感应规律的综合应用(一)(电路和图象).ppt

孔隆教育 孔隆教育 【变式训练】(2011·江苏高考)如图所示， 水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且 电阻不计，匀强磁场与导轨平面垂直，阻 值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好.t=0 时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷 量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是( ) 【解析】选D.当开关由1掷到2时，电容器放电，导体棒因受安 培力而向右加速，导体棒向右运动产生感应电动势，最终电容 器两端电压和导体棒两端电压相等，电容器的带电量保持不 变，导体棒的速度达到某最大值后保持不变，A、C错，最终导 体棒的加速度以及棒中电流为零，B错，D对. 【变式备选】如图所示,平行于y轴的导 体棒以速度v向右做匀速直线运动，经过 半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁 场区域，导体棒中的感应电动势E与导体 棒位置x关系的图象是图中的( ) 【解析】选A.如图所示，当导体棒运 动到如图位置时，其坐标值为x，则 导体棒切割磁感线的有效长度为 l= ,则感应电动势为： E=Blv= ,对照上述图象，只有A正确. 电路、图象结合问题 考查内容 【例证】(2011·浙江高考)如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2 m、宽为d=1 m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l=0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.在t=0时刻，质量为m=0.1 kg的导体棒以v0=1 m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1 Ω/m,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g=10 m/s2). (1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况； (2)计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向； (3)计算4 s内回路产生的焦耳热. 【规范解答】(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动， 有-μmg=ma，vt=v0+at，x=v0t+ at2 代入数据解得：t=1 s时，vt=0，x=0.5 m,所以导体棒没有进入 磁场区域. 导体棒在1 s末已停止运动，以后一直保持静止，静止时离左端 位置为x=0.5 m (2)由图乙可知：前2 s磁通量不变，回路电动势和电流分别为 E=0，I=0 后2 s回路产生的电动势为E= =0.1 V 此时回路的总长度为5 m，因此回路的总电阻为 R=5λ=0.5 Ω 电流为I= =0.2 A 根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向. (3)前2 s电流为零，后2 s有恒定电流，焦耳热为 Q=I2Rt=0.04 J 答案：(1)前1 s：匀减速直线运动；后3 s：静止在离左端 0.5 m的位置 (2)前2 s：I=0；后2 s：I=0.2 A 电流方向是顺时针方向 (3) 0.04 J 等效电路在电磁感应现象中的应用 1.题型特点：闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体在 做切割磁感线运动，在回路中将产生感应电动势，回路中将有 感应电流.从而涉及到电流、电压、电功等计算 2.解题基本思路 (1) 确定电源:明确哪一部分电路产生电磁感应，则这部分 电路就是等效电源． (2)用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向.在电源(导 体)内部，电流由负极(低电势)流向电源的正极(高电势)，在外 部由正极流向负极. (3)正确分析电路的结构，画出等效电路图. (4)结合运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质等有关 知识解决相关问题. * 第3讲 电磁感应规律的综合应用(一)(电路和 图象) 考点1 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 _____. (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的_____，其余 部分是_______. 电源 内阻 外电路 2.电源电动势和路端电压 (1)电动势：E=_____或E= . (2)路端电压：U=IR=_____. Blv _____ E-Ir 1.对电磁感应中电源的两点理解 (1)电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定. (2)电源电动势的大小可由E=Blv或E= 求得. 2.对电磁感应中电路的两点理解 (1)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能. (2)“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势. 如图所示，把总电阻为2R的均匀电阻丝焊 接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直 向下的匀强磁场中，一长度为2a、电阻等 于R、粗细均匀的金属棒放在圆环上，与 圆环始终保持良好