高中物理 第四章 电磁感应 习题课（一）电磁感应中的图象和电路问题课件 新人教版选修3-2

习题课 一 电磁感应中的图象和电路问题 第四章电磁感应 2 掌握电磁感应现象中电路问题的分析方法和解题基本思路 3 综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的图象问题 目标定位 二 电磁感应中的图象问题 栏目索引 一 电磁感应中的电路问题 对点检测自查自纠 一 电磁感应中的电路问题 知识梳理 电磁感应问题常与电路知识综合考查 解决此类问题的基本方法是 1 明确哪部分电路或导体产生感应电动势 该电路或导体就相当于电源 其他部分是外电路 2 画等效电路图 分清内 外电路 3 用法拉第电磁感应定律E n或E Blv确定感应电动势的大小 用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向 在等效电源内部 方向从负极指向正极 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 典例精析 例1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 解析答案 所以a b两点间电势差绝对值最大的是B图 故A C D错误 B正确 答案B 解析答案 例2把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环 水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中 如图1所示 一长度为2a 电阻等于R 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 当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时 求 1 棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN 图1 解析把切割磁感线的金属棒看成一个具有内阻为R 电动势为E的电源 两个半圆环看成两个并联电阻 画出等效电路如图所示 等效电源电动势为 E Blv 2Bav 电流方向从N流向M 返回 解析答案 总结提升 2 在圆环和金属棒上消耗的总热功率 解析圆环和金属棒上消耗的总热功率为 返回 总结提升 电磁感应中电路问题的分析方法 1 明确电路结构 分清内 外电路 画出等效电路图 3 根据楞次定律或右手定则判断感应电流的方向 4 根据电路组成列出相应的方程式 二 电磁感应中的图象问题 知识梳理 1 明确图象的种类 即是B t图象还是 t图象 或者是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 2 若磁场不变 导体切割磁感线 用右手定则判断感应电流的方向 用E Blv确定感应电动势大小的变化 4 画图象或判断图象 特别注意分析斜率的变化 截距等 5 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 典例精析 例3如图2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 图2 解析答案 总结提升 答案D 总结提升 总结提升 返回 解析答案 总结提升 例4如图3所示 一底边为L 底边上的高也为L的等腰三角形导体线框以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过长为2L 宽为L的匀强磁场 磁场方向垂直纸面向里 t 0时刻 三角形导体线框的底边刚进入磁场 取沿逆时针方向的感应电流为正 则在三角形导体线框穿过磁场区域的过程中 感应电流i随时间t变化的图线可能是 图3 答案A 总结提升 返回 总结提升 线框进 出匀强磁场 可根据E BLv判断E大小变化 再根据右手定则判断方向 特别注意L为切割的有效长度 对点检测自查自纠 1 2 3 4 解析答案 1 电磁感应中的电路问题 一闭合圆形线圈放在匀强磁场中 线圈的轴线与磁场方向成30 角 磁感应强度随时间均匀变化 在下列方法中能使线圈中感应电流增加一倍的是 A 把线圈匝数增大一倍B 把线圈面积增大一倍C 把线圈半径增大一倍D 把线圈匝数减少到原来的一半 1 2 3 4 解析设感应电流为I 电阻为R 匝数为n 线圈半径为r 线圈面积为S 导线横截面积为S 电阻率为 答案C 1 2 3 4 解析答案 2 电磁感应中的电路问题 如图4所示 由均匀导线制成的半径为R的圆环 以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场 当圆环运动到图示位置 aOb 90 时 a b两点的电势差为 图4 1 2 3 4 答案D 1 2 3 4 3 电磁感应中的图象问题 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 取逆时针方向的电流为正 随时间t的变化图线正确的是 解析答案 图5 解析因为线框做匀加速直线运动 所以感应电动势为E Blv Blat 因此感应电流大小与时间成正比 由楞次定律可知方向为顺时针 D 1 2 3 4 4 电磁感应中的图象问题 一矩形线框位于一随时间t变化的匀强磁场内 磁场方向垂直线框所在的