湖北省监利县第一中学高考物理 电路图像问题复习学案.doc

电磁感应电路图像问题【学习目标】1.能结合法拉第电磁感应定律以及闭合电路欧姆定律解决电磁感应中的电路问题 2能利用排除法函数法解决电磁感应中的图像问题。 【使用说明和学法指导】1、通读课本相关内容，完成知识梳理部分。2、不懂的位置红笔标注疑问。知识梳理(限时10分钟)知识点1电磁感应中的电路问题一、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_，其余部分的电阻是(3)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. 电源电动势和路端电压(1)电动势：en或e . 路端电压：u.(2) “电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势3. 对电磁感应电路求解问题的理解 （“平均值”/“有效值”/“瞬时值”/“峰值”）求解一段时间内的电量用电流 求一段时间内的热量用电流的 求瞬时功率要用 ，求解平均功率要用 知识点2电磁感应中的图象问题图象类型 (1)随时间变化的图象如bt图象、t图象、et图象和it图象 (2)随位移x变化的图象如ex图象和ix图象 问题类型 (1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象 (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量(用图象) 应用知识 左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、函数图象知识等 电磁感应中图象类选择题的两个常见解法 (1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断，这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法探究一 对电磁感应中的电路问题的理解1. ( ) 电磁感应中的电路问题(多选)用均匀导线做成的正方形线圈边长为l，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以的变化率增大时，则a. 线圈中感应电流方向为acbdab. 线圈中产生的电动势ec. 线圈中a点电势高于b点电势d. 线圈中a、b两点间的电势差为2. ( )如图所示，圆形线圈半径为r，电阻为r，线圈内磁感应强度大小b随时间t变化的关系为bkt(常数k0)，方向垂直纸面向里回路中滑动变阻器的电阻为2r，其他定值电阻为r，不计回路中导线电阻，不考虑导线周围的磁场对线圈内磁场的影响，当闭合开关后，下列说法正确的是a. 电容器的上极板带正电b. 圆形线圈两端的电压为kr2c. 当滑片位于滑动变阻器的中央时，电容器两端的电压为kr2d. 当把滑片置于滑动变阻器的最上端和中央时，与电容器串联的电阻热功率不同3. 如图甲所示，在水平面上固定有长为l2 m、宽为d1 m的金属“u”形导轨，在“u”形导轨右侧l0.5 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t0时刻，质量为m0.1 kg的导体棒以v01 m/s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0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为0.1 /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g10 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电磁感应的电路问题的基本思路(1)确定电源：先判断产生电磁感应现象的是哪一部分导体，该部分导体可视为电源(2)分析电路结构，画等效电路图(3)利用电路规律求解，主要有欧姆定律、串并联规律等探究二 对电磁感应中的图像问题的理解4. ( ) 对bt图象物理意义的理解一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示)，磁感应强度b随时间t变化的规律如图乙所示以i表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则下列选项中能正确表示线圈中电流i随时间t变化规律的是5. ( )如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为l的正方形金属导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线，每条边的材料均相同从t0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域导线框中的感应电流i(取逆时针方向为正)、导线框受到的安培力f(取向左为正)、导线框中电功率的瞬时值p与通过导体横截面的电荷量q随时间变化的关系大致正确的是当堂检测6.( )如图所示，xoy平面内有一半径为r的圆形区域，区域内有磁感应强度大小为b的匀强磁场，左半圆磁场方向垂直于xoy平面向里，右半圆磁场方向垂直于xoy平面向外一平行于y轴的长导体棒ab以速度v沿x轴正方向做匀速运动，则导体棒两端的电势差uba与导体棒位置x关系的图象是7. 如图所示，pn与qm两平行金属导轨相距1 m，电阻不计，两端分别接有电阻r1和r2，且r16 ，ab导体的电阻为2 ，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 t现ab以恒定速度v3 m/s匀速向右移动，这时ab杆上消耗的电功率与r1、r2消耗的电功率之和相等，求：(1)r2的阻值(2)r1与r2消耗的电功率分别为多少？(3)拉ab杆的水平向右的外力f为多大？8. 2014广东深圳市高三调研轻质细线吊着一质量为m0.32 kg，边长为l0.8 m、匝数n10的正方形线圈，总电阻为r1 .边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图(甲)所示磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化规律如图(乙)所示，从t0开始经t0时间细线开始松弛，g10 m/s2.求：(1)在前t0时间内线圈中产生的电动势；(2)在前t0时间内线圈的电功率；(3)t0的值 电磁感应电路图像问题1. 答案：ab 解析：根据楞次定律可知，选项a正确；线圈中产生的电动势e，选项b正确；线圈中的感应电流沿逆时针方向，所以a点电势低于b点电势，选项c错误；线圈左边的一半导线相当于电源，右边的一半相当于外电路，a、b两点间的电势差相当于路端电压，其大小为u，选项d错误2答案：c 解析： 由楞次定律判断线圈中感应电动势方向，可知电容器下极板带正电，选项a错；线圈两端电压为路端电压，随着滑动变阻器滑片移动，路端电压变化，选项b错；当滑片位于滑动变阻器中央时，滑动变阻器与右端的电阻并联后，等效电阻为r，电路的总电阻为r，与电容器串联的电阻不分压，当导线处理，电动势kr2，所以电容器两端的电压ukr2，选项c对；与电容器串联的电阻在电路稳定时，热功率为零，选项d错3.解析：(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，减速到0时，有mgma，vtv0at，xv0tat2代入数据解得：t1 s，x0.5 m，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，离左端位置仍为x0.5 m.(2)前2 s磁通量不变，回路电动势和电流分别为e10，i10后2 s回路产生的电动势为eld0.1 v回路的总长度为5 m，因此回路的总电阻为r0.5 电流为i0.2 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 qi2rt0.04 j. 答案：(1)见解析(2)0.2 a顺时针方向(3)0.04 j4. 答案：c 解析：01 s内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值，a、b错误；4 s5 s内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，无感应电流，c正确，d错误 5.解析： 从t0开始，导线框的位移从0到l，导线框切割磁感线的有效长度线性增加，感应电流也线性增加，导线框的位移从l到2l，导线框完全进入磁场，无感应电流，导线框的位移从2l到3l，导线框切割磁感线的有效长度线性减小，感应电流也线性减小，a正确；导线框的位移从l到2l，导线框完全进入磁场，无感应电流，所以不会受到安培力，b错误；导线框中电功率的瞬时值pi2r，p随时间变化是二次函数关系，c错误；由qit知，q随时间变化是二次函数关系，d错误答案：a6解析：设从y轴开始沿x正方向运动的长度为x0(x02r)，则ab导体棒在磁场中的切割长度l22，感应电动势eblv2bv，由右手定则知在左侧磁场中b端电势高于a端电势，由于右侧磁场方向变化，所以在右侧a端电势高于b端电势，再结合圆的特点，知选项a正确答案：a7.解析：(1)内外功率相等，则内外电阻相等，2 ，解得r23 .(2)eblv113 v3 v， 总电流i a0.75 a，路端电压uir外0.752 v1.5 v，p1 w0.375 w， p2 w0.75