高考物理一轮复习讲义第12章第3课时 专题强化 电磁感应中的电路和图像问题(教师版).doc

高考物理一轮复习讲义第12章第3课时 专题强化 电磁感应中的电路和图像问题(教师版).doc

  1. 1、本文档共17页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多

第3课时专题强化:电磁感应中的电路和图像问题

目标要求1.掌握电磁感应中电路问题的求解方法。2.会计算电磁感应问题中电压、电流、电荷量、热量等物理量。3.能够通过电磁感应图像,读取相关信息,应用物理规律求解问题。

考点一电磁感应中的电路问题和电荷量的计算

1.分析电磁感应中电路问题的基本思路

思考“相当于电源”的导体两端的电势差就是电源的电动势吗?

答案导体两端的电势差与电源的电动势是两个不同的概念,导体两端的电势差不是电源的电动势。当电路是断开状态时,等效电源两端的电势差等于电源的电动势;当电路是闭合状态时,等效电源两端的电势差为路端电压,与电动势不相等。

例1(多选)(2023·河南郑州市期末)在如图甲所示的电路中,电阻2R1=R2=2R,单匝、圆形金属线圈的半径为r1,电阻为R,半径为r2(r2r1)的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示,其余导线的电阻不计。闭合开关S,在t0时刻,电路中的电流已稳定。下列说法正确的是()

A.流过电阻R1的电流方向自下向上

B.稳定后电阻R1两端的电压为eq\f(πr22B0,4t0)

C.稳定后M、N两点间的电压为eq\f(πr22B0,t0)

D.0~t0时间内,电阻R2上产生的焦耳热为eq\f(π2r24B02,8Rt0)

答案BD

解析由题图乙可知磁感应强度随着时间均匀增大,根据楞次定律,可判断出线圈中感应电流方向为逆时针,则流过电阻R1的电流方向自上向下,故A错误;根据法拉第电磁感应定律有E=eq\f(ΔB·S,Δt),S=πr22,eq\f(ΔB,Δt)=eq\f(2B0-B0,t0)=eq\f(B0,t0),解得E=eq\f(πr22B0,t0),根据闭合电路欧姆定律,当稳定后M、N两端电压为外电压U外=eq\f(R1+R2,R1+R2+R)E=eq\f(3πr22B0,4t0),C错误;电阻R1两端的电压U1=eq\f(R1,R1+R2+R)E=eq\f(πr22B0,4t0),故B正确;根据闭合电路欧姆定律,稳定后电路中的电流I=eq\f(E,R1+R2+R)=eq\f(πr22B0,4t0R),根据焦耳定律,在0~t0时间内,电阻R2上产生的焦耳热Q2=I2R2t0=eq\f(π2r24B02,8Rt0),故D正确。

例2(多选)如图所示,导线圆环总电阻为2R,半径为d,垂直磁场固定于磁感应强度为B的匀强磁场中,此磁场的左边界正好与圆环直径重合,电阻为R的直金属棒ab以恒定的角速度ω绕过环心O的轴匀速转动,a、b端正好与圆环保持良好接触。以下说法正确的是()

A.图示位置处杆O点电势高于b点电势

B.a、b两点的电势差Uab=eq\f(1,12)Bd2ω

C.转动过程中金属棒与圆环上消耗的电功率之比2∶1

D.棒转动一圈时金属棒上产生的热量为eq\f(2πB2ωd4,9R)

答案CD

解析根据右手定则可知,图示位置直金属棒Oa部分充当电源,电源内部电流方向为O→a,外电路电流方向为b→O,则杆O点电势低于b点电势,故A错误;由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势E感=Bdv=Bd·eq\f(ωd,2)=eq\f(Bωd2,2),根据等效电路可知,圆环部分电阻为R环=eq\f(1,\f(1,R)+\f(1,R))=eq\f(R,2),整个电路的总电阻为R总=R环+R=eq\f(3R,2),干路电流为I=eq\f(E感,R总)=eq\f(Bωd2,3R),a、b两点的电势差大小Uab=IR环=eq\f(Bωd2,6),故B错误;转动过程中金属棒与圆环上消耗的电功率分别为P棒=I2R,P环=I2R环=eq\f(I2R,2),故转动过程中金属棒与圆环上消耗的电功率之比为P棒∶P环=2∶1,故C正确;棒转动一圈时导体棒上产生的热量Q=I2Rt=(eq\f(Bωd2,3R))2·R·eq\f(2π,ω)=eq\f(2πB2ωd4,9R),故D正确。

2.电磁感应中电荷量的计算

设在时间Δt内通过导体横截面的电荷量为q,则根据电流定义式eq\x\to(I)=eq\f(q,Δt)及法拉第电磁感应定律有eq\x\to(E)=neq\f(ΔΦ,Δt),得q=eq\x\to(I)Δt=eq\f(\x\to(E),R总)Δt=eq\f(nΔΦ,R总Δt)Δt=eq\f(nΔΦ,R总),即q=neq\f(ΔΦ,R总)。

注意:eq\x\to(E)表示电动势的平均值,eq\x\to(I)表示电流的平均值。电流变化时计算通过导体横截面的电荷量时要用电流的平均值。

例3如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为

您可能关注的文档

文档评论(0)

131****2939 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档