专题课:电磁感应中的电路与电荷量问题 [科学推理] (1)逆时针 (2) (3)ACB部分是电源,ADB部分为外电路,B点相当于电源的正极,等效电路图如图所示. (4)B点电势高,A、B两点间的电压为路端电压,U=. 例1 从N流向M Bav [解析] 把切割磁感线的金属棒看成电源,两个半圆环看成两个并联电阻,画出等效电路图如图所示. 金属棒经过圆心O时,等效电源的电动势为E=Blv=2Bav 外电路的总电阻为R外==R 金属棒中的电流大小为I=== 金属棒中的电流方向为从N流向M 根据电路结构和分压原理可知,金属棒两端的电压为UMN=·E=Bav. 变式1 D [解析] 根据右手定则可知,回路中的感应电流方向为b→a,故A错误;由法拉第电磁感应定律可知,圆盘产生的感应电动势为E=BL=BL=BL2ω,因C处的电势比D处的电势低,故C、D两端的电势差为UCD=-E=-BL2ω,故B错误;根据欧姆定律可知电路中的电流为I==,则定值电阻消耗的电功率为P=I2R=,故C错误;圆盘转一圈的过程中,回路中产生的焦耳热为Q=EIT=,故D正确. 例2 (1)NBL (2) [解析] (1)线框从开始释放到进入磁场前瞬间,由机械能守恒定律得mgH=mv2 解得v= 则线框刚进入磁场瞬间产生的感应电动势E=NBLv=NBL (2)线框进入磁场的过程中,穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ=NBS=NBL2 根据法拉第电磁感应定律得=N 由闭合电路欧姆定律得= 通过线框某截面的电荷量q=Δt 联立解得q= 变式2 C [解析] 将闭合金属圆环从有界磁场中拉出的过程中,通过金属圆环某截面的电荷量q=Δt=Δt=Δt=,两次拉出的过程中穿过金属圆环的磁通量的变化量相等,则两次拉出的过程中通过金属圆环某截面的电荷量不变,即q1∶q2=1∶1,故C正确. 例3 (1)20π V (2)2.5π C [解析] (1)根据法拉第电磁感应定律得E=n=n=nπ· 由题图乙可知= T/s=1 T/s 根据闭合电路欧姆定律得I= 则电压表的示数为U=IR 联立解得U=20π V (2)根据法拉第电磁感应定律可知,平均感应电动势为=n=nBπ 根据闭合电路欧姆定律可知,平均感应电流为= 通过定值电阻R的电荷量为q=Δt 联立解得q=2.5π C 随堂巩固 1.D [解析] 设整个圆环的电阻为r,当位于题图所示位置时,电路的外电阻是圆环总电阻的,圆环切割磁感线的有效长度是R,感应电动势E=B·R·v,根据闭合电路欧姆定律可得Uab=E=BRv,选项D正确. 2.A [解析] 设线圈的长边长度为l1,短边长度为l2,线圈的电阻为R,线圈运动的速度为v,磁场的磁感应强度为B,第一次将线圈匀速拉出磁场的过程中,线圈中产生的感应电流I1==,将线圈全部拉出磁场区域所用的时间t1=,则线圈产生的电热Q1=Rt1=,同理,第二次将线圈匀速拉出磁场的过程中,线圈中产生的电热Q2=Rt2=,由于l1>l2,所以Q1>Q2;将线圈拉出磁场的过程中,通过导线横截面的电荷量q=Δt=Δt=Δt=,由于两次将线圈拉出磁场的过程中穿过线圈的磁通量变化量相等,所以两次通过导线横截面的电荷量相等,即q1=q2,选项A正确. 3.BD [解析] 根据楞次定律可知,线圈中产生的感应电流方向为顺时针,则闭合S2,电路稳定后,通过R2的电流由a流向b,选项A错误;根据法拉第电磁感应定律得E=nS=100××0.2 V=4 V,则闭合S2,电路稳定后,通过R2的电流大小为I== A=0.4 A,选项B正确;闭合S2,电路稳定后,电容器上极板带正电,则当断开S1时,电容器放电,通过R2的电流由a流向b,选项C错误;电路稳定后,电容器所带电荷量Q=CUR2=CIR2=3×10-6×0.4×6 C=7.2×10-6 C,则电路稳定后再断开S1,通过R2的电荷量为7.2×10-6 C,选项D正确.专题课:电磁感应中的电路与电荷量问题 学习任务一 电磁感应中的电路问题 [科学推理] 用均匀导线做成的正方形线圈边长为l,正方形线圈的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中, 如图所示.当磁感应强度以的变化率增大时,思考下列问题: (1)感应电流的方向为 (选填“顺时针”或“逆时针”). (2)感应电动势为 . (3)整个 ... ...
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