第27讲：电磁感应现象中的电路问题

安吉县高级中学2012届高三物理第一轮复习导学案第27讲：电磁感应现象中电路问题主备人：雷广 审稿人：金生华第一部分：高考要求1法拉第电磁感应定律 （）2导体切割磁感线时的感应电动势 （只限于L垂直于B、v的情况） （）3电源的电动势和内电阻闭合电路的欧姆定律路端电压 （）第二部分：基本概念与规律 1闭合电路欧姆定律 2法拉第电磁感应定律及运用 3导体棒切割磁感线时的感应电动势 4综合运用第三部分：典型例题Rba例1截面积为S=0.2m2，n =10匝的圆形线圈处于如图所示的磁场中，磁感应强度以每秒0.2T的速率增加，电阻R=3，线圈电阻r =1（其余电阻不计）。则电阻R两端的电压为 V，流过R的电流方向为 ，10s内通过R的电量为 。例2AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝，半径为rA =2rB，内有如图所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀地减小，则A、B环中感应电动势之比_，产生的感应电流之比_例3如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和 P之间接有阻值为R的定值电阻，导体棒ab长0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.4T。现使ab以10m/s的速度向右做匀速运动。(1)ab中的感应电动势多大? (2)ab中电流的方向如何? (3)若定值电阻R3.0，导体棒的电阻r1.0，则ab两端的电势差为多少?QvPcbad例4固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各边长l，其中ab 是一段电阻为R 的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，现有一与ab 段所用材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示，以恒定速度v从ad 滑向bc，当PQ滑过 l / 3 的距离时，通时aP段电阻丝的电流是多大?方向如何? 例5如图示，在一磁感应强度 B = 0.5T 的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为 h = 0.1m 的平行金属导轨MN 与PQ，导轨的电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接有一阻值R=0.3的电阻导轨上跨放着一根长l =0.2m，每米长电阻为 r=2 的金属棒ab，与导轨正交放置，交点为c、d ，当金属棒以速度 v=4m/s 向左作匀速运动时，试求：（1）电阻R中的电流大小和方向；（2）金属棒ab 两端的电势差。例6如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为l 的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为B0（1）若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向。（2）若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度v 向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出B与t 关系式）？班级 姓名 第四部分：课后练习（第34讲：电磁感应现象中有关电路的分析与计算）1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所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列i-t图中正确的是：2一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中.设向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向（如图1所示）。已知线圈中感生电流i随时间而变化的图象如图2所示。则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是：3图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈， ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿abcda的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是：4如图所示，LOO/L/为一折线，它所形成的两个角LO O/和OO/L/均为45。折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里，一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO/的方向以速度v作匀速直线运动，在t0的刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流时间（It）关系的是（时间以l/v为单位）： 5如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。以abcdef为线框中的电动势的正方向，以下四个t关系示意图中正确的是6如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob（在纸面内），磁场方向垂直纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：以速率v移动d，使它与ob的距离增大一倍；再以速率v移动c，使它与oa的距离减小一半；然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；最后以速率2v移动d，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则：AQ1Q2Q3Q4 BQ1Q22Q32Q4 C2Q12Q2Q3Q4 DQ1Q2Q3Q4 7如图，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为L/2。磁场的磁感强度为B，方向垂直纸面向里。现有一段长度为L/2、电阻为R/2的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触。当MN滑过的距离为L/3时，导线a c中的电流是多大？方向如何？8半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a0.4m，b0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R02，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1