(选修3-2)4电磁感应中的电路问题1-精选课件(公开).pptVIP

电磁感应中的电路问题;2. 电磁感应现象中 那部分电路 相当于闭合电路中的电源，这种等效电源通常包括 电源和 电源两类。;【例一】如图所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为 .磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．现有一段长度为 、电阻为 均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac以恒定速度v向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触．当MN滑过的距离 为 时，导线ac中的电流是 多大？方向如何？ ;;【解析】;例1.两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内，导轨间距为L，电阻不计，M、M′处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。长度也为L、阻值同为R 的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab 运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q。求：（1）ab运动速度v 的大小；（2）电容器所带的电荷量q。;引申： （3）如图所示，假设原电路右端连有一部分形状与正弦函数形状相同的电路，且满足y=Lsinx。假设金属棒电阻和正弦状电路的电阻不计，其它条件不变，在金属棒以速度v匀速滑过正弦段电路的过程中，求整个电路中产生的焦耳热。（思考，说思路。） ;例2. 如图所示，在PQ、QR 区域中存在着磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t＝0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。已知导线框的总电阻为R，运动速度为v。求导线框位于如图两位置时回路中的感应电流。;例4．如图所示，半径为r的金属圆环上接有两只小灯泡L1和L3，圆环上的A点和圆心之间又接有小灯泡L2，三个小灯泡L1、L2、L3的电阻依次为3R、3R和6R。一半径也为r的金属棒一端与圆心连接，一端搁在金属圆环上，可以绕圆心旋转而保持和圆心及圆环的良好接触。在圆环的直径MN一侧分布有按图示规律变化的均匀磁场。除三??小灯泡的电阻外，其余电阻均不计。t=0时刻使金属棒从N点开始以角速度ω顺时针匀速转动，当其转动到M处时迫使其停止。求：（1）金属棒转过90°时小灯泡L3的电功率； （2）在0―π/ω和π/ω―2π/ω两时段中小灯泡L2消耗的电能之比。; 【例一】 如图所示，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨(在纸面内)，磁场方向垂直纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于a、b放置，保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计．现经历以下四个过程：①以速率v移动d，使它与Ob的距离增大一倍；②再以速率v移动c，使它与Oa的距离减小一半；③然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处．设上述四个过程中通过电阻R的电荷量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则(　　);A．Q1=Q2=Q3=Q4 B．Q1=Q2=2Q3=2Q4 C．2Q1=2Q2=Q3=Q4 D．Q1?Q2=Q3?Q4 ;【分析】设开始导轨d与Ob的距离为x1，导轨c与Oa的距离为x2，由法拉第电磁感应定律知，移动c或d时产生的感应电动势： ，通过导体R的电量为： ，由上式可知，通过导体R的电量与导体d或c移动的速度无关，由于B与R为定值，其电量取决于所围成面积的变化．;【解析】 ①若导轨d与Ob距离增大一倍，即由x1变 2x1，则所围成的面积增大了DS1=x1 ? x2；;【评析】本题难度较大，要求考生对法拉第电磁感应定律熟练掌握，明确电量与导轨运动速度无关，而取决于磁通量的变化，考查了考生综合分析问题的能力． ;【变式题1】如图8-3-2所示，匝数N=100匝、截面积S=0.2m2、电阻r=0.5 的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t(T)的规律变化．处于磁场外的电阻R1=3.5 ，R2=6 ，电容C=30μF，开关S开始时未闭合，求： ;【解析】(1)线圈中感应电动势 通过电源的电流强度 线圈两端M、N两点间的电压 电阻R2消耗的电功率; (2)闭合S一段时间后，电路稳定，电器C相当于开路， 其两端电压UC等于R2两端的电压，即: 电容器充电后所带电荷量为: