高考物理总复习 专题9 电磁感应中的电路和图象问题课件.ppt

专题9电磁感应中的电路和图象问题 导学目标 1 能认识电磁感应现象中的电路结构 并能计算电动势 电压 电流 电功等 2 能由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象或由给定的有关图象分析电磁感应过程 求解相应的物理量 考点解读 1 对电源的理解 在电磁感应现象中 产生感应电动势的那部分导体就是电源 如切割磁感线的导体棒 内有磁通量变化的线圈等 这种电源将其他形式能转化为电能 2 对电路的理解 内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈 外电路由电阻 电容等电学元件组成 一 电磁感应中的电路问题 特别提醒1 判断感应电流和感应电动势的方向 都是利用 相当于电源 的部分根据右手定则或楞次定律判定的 实际问题中应注意外电路电流由高电势流向低电势 而内电路则相反 2 在闭合电路中 相当于电源 的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样 等于路端电压 而不等于感应电动势 典例剖析 例1如图1 a 所示 水平放置的两根平行金属导轨 间距l 0 3m 导轨左端连接r 0 6 的电阻 区域abcd内存在垂直于导轨平面b 0 6t的匀强磁场 磁场区域宽d 0 2m 细金属棒a1和a2用长为2d 0 4m的轻质绝缘杆连接 放置在导轨平面上 并与导轨垂直 每根金属棒在导轨间的电阻均为r 0 3 导轨电阻不计 使金属棒以恒定速度v 1 0m s沿导轨向右穿越磁场 计算从金属棒a1进入磁场 t 0 到a2离开磁场的时间内 不同时间段通过电阻r的电流强度 并在图1 b 中画出 答案 c 考点解读 1 问题概括 考点二电磁感应中的图象问题 解析bc边刚进入磁场时 产生的感应电动势最大 由右手定则可判定电流方向为逆时针方向 是正值 随线框进入磁场 有效长度l逐渐减小 由e blv得电动势均匀减小 即电流均匀减小 当线框刚出磁场时 切割磁感线的有效长度l最大 故电流最大 且为顺时针方向 是负值 此后电流均匀减小 故只有a图象符合要求 答案a 方法提炼解题时一定要分析清楚运动过程 找出切割磁感线的有效长度 要有全局观 同时搞清切割磁感线的有几部分导体 注意每段导体中的感应电动势的方向 利用感应电流方向和i t图象里的面积表示电荷量进行选项排除是较便利的方法 2 综合类图象问题例3一匀强磁场的边界是mn mn左侧是无场区 右侧是匀强磁场区域 如图4甲所示 现有一个金属线框以恒定速度从mn左侧进入匀强磁场区域 线框中的电流随时间变化的i t图象如图4乙所示 则可能的线框是选项图中的 方法提炼解决图象问题的一般步骤 1 明确图象的种类 即是b t图象还是 t图象 或者e t图象 i t图象等 2 分析电磁感应的具体过程 3 用右手定则或定律确定方向对应关系 3 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 画图象或判断图象 跟踪训练2 2015 福州模拟 如图5所示 在x 0的区域内存在匀强磁场 磁场的方向垂直于xoy平面 纸面 向里 具有一定电阻的矩形线框abcd位于xoy平面内 线框的ab边与y轴重合 令线框从t 0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动 则线框中的感应电流i 取逆时针方向为电流正方向 随时间t的变化图线 i t图线 可能是图中的 答案 d 例4 2014 长沙模拟 如图6甲所示 固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨 间距d 0 5m 导轨右端连接一阻值为r 4 的小灯泡l 在cdfe矩形区域内有竖直向上的匀强磁场 磁感应强度b随时间t变化如图6乙所示 cf长为2m 在t 0时刻 电阻为r 1 的金属棒ab在水平恒力f 0 2n作用下 由静止开始沿导轨向右运动 t 4s时进入磁场 并恰好能够匀速运动 求 23 电磁感应中图象与电路综合问题 跟踪训练3光滑平行的金属导轨mn和pq 间距l 1 0m 与水平面之间的夹角 30 匀强磁场磁感应强度b 2 0t 垂直于导轨平面向上 mp间接有阻值r 2 0 的电阻 其