2018版高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 習(xí)題課 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用（一）——圖象和電路問題課件 魯科版選修3-2.ppt

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1、第2章——,楞次定律和自感現(xiàn)象,第5講習(xí)題課電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用(一)——圖象和電路問題,目標(biāo)定位,1.進(jìn)一步理解公式E＝n與E＝Blv的區(qū)別和聯(lián)系，能夠應(yīng)用兩個(gè)公式求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).2.掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路問題的分析方法和解題基本思路.3.綜合應(yīng)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律解決電磁感應(yīng)中的圖象問題.,1.感應(yīng)電流的方向一般是利用楞次定律或進(jìn)行判斷.2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小根據(jù)定律計(jì)算，公式E＝.特殊情況下，導(dǎo)體桿切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝.,右手定則,法拉第電磁感應(yīng),Blv,n,3.垂直于勻強(qiáng)磁場放置，長為l的直導(dǎo)線通過電流為I時(shí)，它所受的安培力F＝，安培力方向的判斷用.4.閉合電路中電源

2、電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電壓U內(nèi)、外電壓(路端電壓)U外三者之間的關(guān)系為，其中電源電動(dòng)勢(shì)E的大小等于電源未接入電路時(shí)兩極間的.,BIl,左手定則,E＝U內(nèi)＋U外,電勢(shì)差,一、電磁感應(yīng)中的電路問題,電磁感應(yīng)問題常與電路知識(shí)綜合考查，解決此類問題的基本方法是：1.明確哪部分電路或?qū)w產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電路或?qū)w就是電源，其他部分是外電路.2.畫等效電路圖，分清內(nèi)、外電路.,3.用法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n或E＝Blv確定電動(dòng)勢(shì)的大小，用楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電流的方向.在等效電源內(nèi)部，方向從負(fù)極指向正極.4.運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解.,,圖1,,PQ切割磁感線產(chǎn)生的感

3、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E＝Blv，方向由Q指向P.,針對(duì)訓(xùn)練把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖2所示，一長度為2a，電阻等于R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過環(huán)心O時(shí)，求：,圖2,(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；解析把切割磁感線的金屬棒看成一個(gè)具有內(nèi)阻為R、電源電動(dòng)勢(shì)為E的電源，兩個(gè)半圓環(huán)看成兩個(gè)并聯(lián)電阻，畫出等效電路如圖所示.等效電源電動(dòng)勢(shì)為：E＝Blv＝2Bav.,電流方向從N流向M.根據(jù)分壓原理，棒兩端的電壓為：,(2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率.

4、,解析圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為：,二、電磁感應(yīng)中的圖象問題電磁感應(yīng)中的圖象問題綜合了法拉第電磁感應(yīng)定律——計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小、楞次定律——判斷感應(yīng)電流方向、運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)——判定運(yùn)動(dòng)時(shí)間以及作圖能力，是對(duì)電磁感應(yīng)知識(shí)的綜合考查．,1．思路導(dǎo)圖,2．分析方法對(duì)圖象的分析，應(yīng)做到“四明確一理解”：(1)明確圖象所描述的物理意義；明確各種“＋”、“－”的含義；明確斜率的含義；明確圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系．(2)理解三個(gè)相似關(guān)系及其各自的物理意義：,(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式．(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等．(6)

5、畫圖象或判斷圖象．,4．電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個(gè)常見解法(1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(shì)(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)．,例2如圖3甲所示，矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铮鸥袘?yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，下列各圖中正確的是(),圖3,,答案D,例3如圖4所示，一個(gè)由導(dǎo)體做成的矩形線圈，以恒定速率v運(yùn)動(dòng)，從無場區(qū)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場寬度大于矩形線圈的寬度da，然后出來，若取逆時(shí)針方向的電流為正方向，那

6、么下列選項(xiàng)圖中的哪一個(gè)圖能正確地表示回路中的電流與時(shí)間的變化關(guān)系(),圖4,解析根據(jù)楞次定律，線圈進(jìn)入磁場的過程，穿過線圈向里的磁通量增加，產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，因?yàn)樗俣群愣?，所以電流恒定，故A、D錯(cuò)誤；離開磁場時(shí)，穿過線圈向里的磁通量減少，所以產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，B錯(cuò)誤，故選C.答案C,電磁感應(yīng)中的電路問題1．如圖5所示，是兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，小金屬圓環(huán)的電阻是大金屬圓環(huán)電阻的二分之一，磁場垂直穿過大金屬圓環(huán)所在區(qū)域．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在大金屬圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為(),圖5,,2．粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場中，磁場方

7、向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行．現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場，如圖所示，則在移出過程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是(),答案B,電磁感應(yīng)中的圖象問題3．如圖6所示，在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直于xOy平面(紙面)向里．具有一定電阻的矩形線框abcd位于xOy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合．令線框從t＝0的時(shí)刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線框中的感應(yīng)電流I(取逆時(shí)針方向的電流為正)隨時(shí)間t的變化圖線正確的是(),圖6,解析因?yàn)閷?dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Blv＝Blat，因此感應(yīng)電流大小與時(shí)間成正比，方向?yàn)轫槙r(shí)針．答案D,4．一矩形線圈位于一隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面(紙面)向里，如圖7甲所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示．以I表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖甲中線圈上箭頭所示方向的電流為正(即順時(shí)針方向?yàn)檎较?，則以下的I－t圖中正確的是(),圖7,答案C,