【湖南师大附中】高三物理 第九章 3 电磁感应中的电路与图象问题课件 新人教版

1,3电磁感应中的电路与图象问题,第九章,电磁感应,2,1.电磁感应与电路相结合的问题在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于电源.因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是：,3,(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向，当切割磁感线的导体棒匀速运动或磁通量均匀变化时，感应电动势不变，是恒定电流的问题.当切割磁感线的导体棒变速运动或磁通量非均匀变化则是变化电流的问题.(2)画出等效电路，对整个回路分析清楚哪一部分是电源，哪一部分为负载以及负载的连接性质.,4,(3)运用全电路欧姆定律，串、并联电路性质，电功率公式联立求解.,5,(4)的分析与应用.,6,1.电磁感应和电路问题综合用电阻为18的均匀导线弯成图中直径D=0.80m的封闭金属圆环，环上所对圆心角为60.将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里.,7,一根每米电阻为1.25的直导线PQ，沿圆环平面向左以3.0m/s的速度匀速滑行（速度方向与PQ垂直），滑行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处电阻），当它通过环上A、B位置时，求：（1）直导线AB段产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流的方向；（2）此时圆环上发热损耗的电功率.,8,如图所示，粗细均匀金属环的电阻为R，可转动的金属杆OA的电阻为R/4，杆长为L，A端与环相接触，电刷D和D分别与杆的端点O及环边接触.杆OA在垂直于环面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度沿顺时针方向转动，外电路上接有一电阻R/2.则电路中总电流的最小值为，最大值为.,9,10,11,2.电磁感应中的图象问题(1)电磁感应中常涉及B-t图象、-t图象、E-t图象和I-t图象此外还有切割磁感线产生感应电动势和电流I随线圈位移变化的图象，即E-x图象和I-x图象.,12,(2)这些图象问题大体可分为两类：由给出的电磁感应过程画出正确的图象.由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应物理量.,13,(3)电磁感应现象中图象问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势(电流)大小是否恒定.用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向，从而确定其正负.,14,(4)回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律，要利用法拉第电磁感应定律来分析，有些图象问题还要画出等效电路来辅助分析.(5)要正确理解图象问题，必须既能根据图象的定义把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断.这样，才抓住了解决图象问题的根本.,15,2.电磁感应的图象问题在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图(a)所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图(b)变化时，选项中正确表示线圈感应电动势E变化的是(),16,17,如图所示，一有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧相距为L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直.,18,现使线框以速度v匀速穿过磁场区域，若以初始位置为计时起点，规定电流逆时针方向时的电动势方向为正，B垂直纸面向里为正，则以下关于线框中的感应电动势、磁通量、感应电流及电功率的四个图象正确的是(),CD,19,20,3.电磁感应结合图象的综合问题一有界匀强磁场区域如图甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感应强度为B.t0=0时刻磁场开始均匀减小，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动，v-t图象如图乙，图中斜向虚线为过O点速度图线的切线，数据由图中给出，不考虑重力影响，求：(1)磁场磁感应强度的变化率.(2)t2时刻回路的电功率.,21,如图(甲)所示，圆形金属框与一个平行金属导轨相连接，并置于水平桌面上.圆形金属框面积为S，内有垂直于线框平面的磁场，磁感应强度B1随时间t的变化关系如图(乙)所示，01s内磁场方向垂直线框平面向里.长为L，电阻为R的导体棒置于平行金属导轨上，且与导轨接触良好.导轨和导体棒