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课件网) 课时2 电磁感应中的电路问题、图象问题 基础梳理 一、电磁感应中的电路问题 1.内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于 。 (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的 ,其余部分是 。 电源 内阻 外电路 Blv (2)路端电压:U=IR= 。 E-Ir 二、电磁感应的图象问题 图象 类型 (1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象,即B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和I-t图象 (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随位移x变化的图象,即E-x 图象和I-x图象 问题 类型 (1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象 (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量 (3)利用给出的图象判断或画出新的图象 应用 知识 左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、函数图象知识等 考点一 电磁感应中的电路问题 1.对电源的理解:在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体就是电源。如切割磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线圈等。这种电源将其他形式能转化为电能。 2.对电路的理解:内电路是切割磁感线的导体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。 夯实考点 (2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系),画出等效电路图。 (3)利用电路规律求解。主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解。 4.电路问题的分类 (1)确定等效电源的正负极、感应电流的方向、电势高低、电容器极板带电性质等问题。 (2)根据闭合电路求解电路中的总电阻、路端电压、电功率等问题。 (1)判断感应电流和感应电动势的方向,都是利用“相当于电源”的部分根据右手定则或楞次定律判定的。实际问题中应注意外电路电流由高电势流向低电势,而内电路则相反。 (2)在闭合电路中,“相当于电源”的导体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。 特别提醒 [典例1] 放在绝缘水平面上的两平行金属导轨MN和PQ之间宽度为L,导轨长度足够,置于垂直于导轨平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中,导轨左端接有电阻R,右端接有电容器C,其余部分电阻不计,长为2L的金属棒ab与导轨接触良好。现将棒ab的a点固定,将ab棒自垂直于导轨位置开始沿导轨平面顺时针旋转90°,旋转角速度恒为ω,在此过程中, (1)R上的最大电功率为多少? (2)通过电阻R的总电荷量为多少? 变式1:如图所示,光滑的平行导轨P,Q相距l=1 m,处在同一水平面中,导轨左端接有如图所示的电路,其中水平放置的平行板电容器C两极板间距离d=10 mm,定值电阻R1=R3=8 Ω,R2=2 Ω,导轨电阻不计,磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动(开关S断开)时,电容器两极板之间质量m=1×10-14 kg,带电荷量q=-1×10-15 C的粒子恰好静止不动;当S闭合时,粒子以加速度a=7 m/s2向下做匀加速运动,取g=10 m/s2,求: (1)金属棒ab运动的速度多大;金属棒ab的电阻多大。 答案:(1)3 m/s 2 Ω (2)S闭合后,使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大。 解析:(2)S闭合后,通过ab的电流I2=0.15 A,ab所受安培力F2=BLI=0.4×1×0.15 N=0.06 N, ab以速度v=3 m/s匀速运动时,所受外力必与安培力F2大小相等,方向相反,即F=0.06 N,方向向右(与v同向), 可见外力F的功率为 P=Fv=0.06×3 W=0.18 W。 答案:(2)0.18 W 考点二 电磁感应中的图象问题 1.思路导图 2.解决图象问题的一般步骤 (1)明确图象的种类,即是B-t图象还是Φ-t图象,或者E-t 图象、i-t图象等。 (2)分析电磁感应的具体过程。 (3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。 (4)结合法拉第电 ... ...
