第二章 习题课8　电磁感应中的电路及图像问题（课件 讲义）高中物理 人教版（2019）选择性必修 第二册

习题课8　电磁感应中的电路及图像问题 核心 目标 1. 理解导线转动切割磁感线产生的感应电动势的表达式及意义，熟练掌握法拉第电磁感应定律． 2. 结合力学、电学知识，能求解电路、图像等问题，通过应用提高分析、解决电磁感应综合问题的能力． 题型1　电磁感应中的电路问题 1. 解决电磁感应中的电路问题三步曲 2. 解决电磁感应中的电路问题的基本步骤 (1) “源”的分析：切割磁感线的导体棒或内有磁通量变化的线圈，相当于电源，要确定电源正负极，明确内阻r. ①用法拉第电磁感应定律E＝Blv或E＝n 算出感应电动势E的大小． ②用楞次定律或右手定则确定相当于电源的部分感应电流的方向，是电源内部电流的方向，即感应电动势的方向，也是电源内部电势升高的方向，从负极指向正极． 注意：外电路电流由高电势处流向低电势处． (2) “路”的分析：根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路． 内电路是切割磁感线的导体棒或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成． (3) 结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识、电功率、焦耳定律等相关关系式联立求解． 在闭合电路中，相当于“电源”的导体棒两端的电压与真实的电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于感应电动势． 3. 一个提醒：求解电路中通过的电荷量时，一定要用平均电动势和平均电流计算． 　如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B.纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行．从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，则(　　) A. ad两点间的电压U＝BLv B. ad两点间的电压U＝BLv C. 通过电路的电荷量q＝ D. 金属线框产生的焦耳热Q＝ 　(2024·云浮罗定期中)如图a所示，一个100匝的圆形线圈，面积为0.06 m2，电阻为2 Ω.在线圈外接一个阻值为4 Ω的电阻，将线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图b所示，则(　　) 图a 图b A. 0～4 s内Q端电势低于P端 B. 0～4 s流经线圈的电流逐渐增大 C. 0～4 s内通过R的电荷量为2 C D. 第5 s末电阻R两端的电压为12 V 由E＝n 可求得平均感应电动势，通过闭合电路欧姆定律可求得电路中的平均电流 ＝＝，通过电路中导体横截面的电荷量Q＝Δt＝n. 题型2　电磁感应中的图像问题 图像 类型 (1) 磁感应强度B、磁通量Ф、感应电动势E、感应电流i、电压u、电荷量q随时间t变化的图像，即B-t图像、Ф-t图像、E-t图像、i-t 图像、u-t图像、q-t图像 (2) 对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流i随线圈位移x变化的图像，即 E-x 图像和i-x图像 问题 类型 (1) 由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像 (2) 由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量 应用 知识 左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、相关数学知识等 　如图所示，等腰直角三角形AOB内部存在着垂直纸面向外的匀强磁场，OB在x轴上，长度为2L.纸面内一边长为L的正方形导线框的一边在x轴上，沿x轴正方向以恒定的速度穿过磁场区域．规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向，t＝0时刻导线框正好处于图示位置．则下面四幅图中能正确表示导线框中感应电流i随位移x变化规律的是(　　) A B C D 　(2024·湛江雷州期中)(多选)如图所示是两个宽度均为L，磁感应强度大小均为B，但方向相反的相邻匀强磁场区域．一个边长也为L的正方形金属线框，以速度v0沿垂直于磁场边界方向由位置1匀速运动到位置2.取线框刚到达位置1的时刻为计时起点(t＝0)，设刚进入磁场时线框中的电流为I，线框所受安培力的大小为F0，逆时针方向为感应电流的正方向，水平向左 ... ...