粤教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应 习题课：电磁感应中的电路、电荷量及图像问题.ppt

解析PQ在磁场中做切割磁感线运动产生感应电动势,电路为闭合回路,故电路中有感应电流,可将电阻丝PQ视为有内阻的电源,电阻丝aP与bP并联,2.把总电阻为R=4Ω的均匀电阻丝焊接成一半径为a=0.5m的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,如图所示,一长度为L=1.0m,电阻为r=2Ω,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒在外力的作用下以恒定速度v=6m/s向右移动经过环心O时,求:(1)金属棒上电流的大小及金属棒两端的电压UMN;(2)圆环消耗的热功率.答案(1)2A2V(2)4W解析(1)金属棒运动产生电流,它相当于电源,内阻为r,电动势为E=BLv=6V,画出等效电路图如图所示,根据右手定则,金属棒中电流从N流向M,所以M相当于电源的正极,N相当于电源的负极.由闭合电路欧姆定律得探究点二电磁感应中的电荷量问题导学探究如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小不同,方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场,通过线框导体横截面积的电荷量为q1;第二次bc边平行于MN进入磁场,通过线框导体横截面的电荷量为q2.q1与q2什么关系?知识点拨闭合回路中磁通量发生变化时,电荷发生定向移动而形成感应电流,在Δt内迁移的电荷量(感应电荷量)重要推论(1)从上式可知,线圈匝数一定时,感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量决定,与时间无关.(2)求解电路中通过的电荷量时,I、E均为平均值.典例剖析【例题2】物理实验中,常用一种叫作“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量.如图所示,探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈的匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中,开始线圈平面与磁场垂直,现把探测圈翻转90°,冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q,由上述数据可知被测磁场的磁感应强度为()B对点演练3.如图所示,将一个闭合金属圆环从有界匀强磁场中匀速拉出,第一次速度为v,通过金属圆环某一截面的电荷量为q1,第二次速度为2v,通过金属圆环某一截面的电荷量为q2,则()A.q1∶q2=1∶2 B.q1∶q2=1∶4C.q1∶q2=1∶1 D.q1∶q2=2∶1C4.如图所示,将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字形,并使上、下两圆半径相等.如果环的电阻为R,则此过程中流过环的电荷量为()B解析通过金属圆环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和金属圆环的电阻有关,与时间等其他量无关,探究点三电磁感应中的图像问题导学探究如图甲所示,矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向为垂直于纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示.若规定顺时针方向为感应电流的正方向,定性画出感应电流随时间变化的图像.提示0~1s内电流为负方向,1~3s内电流为正方向,3~4s内电流为负方向.知识点拨1.图像类型(1)随时间t变化的图像,如B-t图像、Φ-t图像、E-t图像和I-t图像.(2)随位移s变化的图像,如E-s图像和I-s图像.2.电磁感应中的图像问题分类(1)由给定的电磁感应过程选正确的图像.(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程求解相应的物理量.(3)由给定的电磁感应过程画出相应的正确图像.3.解题关键(1)弄清初始条件,正、负方向的对应变化范围,所研究物理量的函数表达式,进出磁场的转折点等.(2)应做到“三看”“三明确”,即①看轴——看清变量;②看线——看图线的形状;③看点——看特殊点和转折点;④明确图像斜率的物理意义;⑤明确截距的物理意义;⑥明确“+”“-”的含义.4.解决图像问题的一般步骤(1)明确图像的种类,即是B-t图像还是Φ-t图像,或者是E-t图像、I-t图像等.(2)分析电磁感应的具体过程.(3)用右手定则或楞次定律确定方向、对应关系.(4)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.(5)根据函数关系式进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等.(6)画出图像或判断图像.典例剖析【例题3】如图甲所示,矩形线圈abcd位于匀强磁场中,磁场方向垂直线圈所在平面