高中物理 第4章 第7讲 电磁感应中的图象和电路问题课件 新人教版选修32.ppt

第四章电磁感应 第七讲电磁感应中的图象和电路问题 目标定位 电磁感应中的图象和电路问题 预习导学 1 右手定则 2 法拉第电磁感应定律blv 3 bil左手定则 4 e u内 u外电势差 电磁感应中的图象和电路问题 一 电磁感应中的电路问题 课堂讲义 在电磁感应现象中 切割磁感线的导体或磁通量变化的回路将产生感应电动势 若回路闭合 则产生感应电流 所以电磁感应问题常与电路知识综合考查 1 明确哪部分电路或导体产生感应电动势 该电路或导体就是电源 其它部分是外电路 3 画等效电路图 分清内 外电路 这是解此类问题的关键 4 运用闭合电路欧姆定律 串并联电路特点 电功率 电热等公式联立求解 电磁感应中的图象和电路问题 课堂讲义 pq相当于电源 e blv 方向由q指向p 方向由p到a 电磁感应中的图象和电路问题 课堂讲义 金属棒相当于电源 e blv 2bav 电流方向从n流向m 电磁感应中的图象和电路问题 课堂讲义 二 电磁感应中的图象问题 1 对于图象问题 搞清物理量之间的函数关系 变化范围 初始条件 斜率的物理意义等 往往是解题的关键 2 常见图象问题的种类 1 由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象 2 由给定的有关图象分析电磁感应过程 求出相应物理量 电磁感应中的图象和电路问题 课堂讲义 3 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 f t图象等 2 分析电磁感应的具体过程 3 确定感应电动势 或感应电流 的大小和方向 有下列两种情况 若回路面积不变 磁感应强度变化时 用楞次定律确定感应电流的方向 用e n确定感应电动势大小的变化 若磁场不变 导体杆切割磁感线 用右手定则判断感应电流的方向 用e blv确定电动势大小的变化 4 涉及受力问题 可由安培力公式f bil和牛顿运动定律等规律写出有关函数关系式 5 画图象或判断图象 特别注意分析斜率的变化 截距等 电磁感应中的图象和电路问题 课堂讲义 例2 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 规定磁场的正方向垂直纸面向里 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 下列各图中正确的是 0 1s内 b均匀增大 由楞次定律可知 电流方向为逆时针方向 即负方向 a c不正确 1 2s内 b正向均匀减小 2 3s内 b负向均匀增大 1 3s内 电流均为正方向 楞次定律 电磁感应中的图象和电路问题 例3 匀强磁场的磁感应强度b 0 2t 磁场宽度l 3m 一正方形金属框边长ad l 1m 每边的电阻r 0 2 金属框以v 10m s的速度匀速穿过磁场区 其平面始终保持与磁感线方向垂直 如图所示 试画出 1 金属框穿过磁场区的过程中 各阶段的等效电路图 2 金属框穿过磁场区的过程中 金属框内感应电流的i t图线 要求写出图依据 3 ab两端电压的u t图线 要求写出作图依据 课堂讲义 第 阶段cd相当于电源 第 阶段cd和ab相当于开路时两并联的电源 第 阶段ab相当于电源 电流方向逆时针 ab两端的电压u1 i1 r 0 5v i2 0 ab两端的电压u2 e bl v 2v t2 0 2s 电流方向顺时针 ab两端的电压u3 i3 3r 1 5v t3 0 1s i t图象和ab两端u t图象分别如图甲 乙所示 电磁感应中的图象和电路问题 对点练习 电磁感应中的电路问题 电磁感应中的图象和电路问题 对点练习 电磁感应中的电路问题 2 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中 磁场方向垂直于线框平面 其边界与正方形线框的边平行 现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场 如下图所示 则在移出过程中线框的一边a b两点间电势差绝对值最大的是 磁场中切割磁感线的边相当于电源 b正确 电磁感应中的图象和电路问题 3 如图所示 一宽40cm的匀强磁场区域 磁场方向垂直面向里 一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内 以垂直于磁场边界的速度v 20cm s匀速通过磁场区域 在运动过程中 线框有一边始终与磁场区域的边界平行 取它刚进入磁场的时刻t 0 正确反映感应电流随时间变化规律的图象是 对点练习 电磁感应中的图象问题 进入时 由楞次定律知 i逆时针 磁通量不变 故无感应电流 全进入后 离开时 由楞次定律知 i顺时针 电磁感应中的图象和电路问题 4 一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内 磁场方向垂直线圈所在的平面 纸面 向里 如图甲所示 磁感应强度b随t的变化规律如图乙所示 以i表示线圈中的感应电流 以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正 即顺时针方向为正方向 则以下的