物理（四）-电磁感应中的电路和图象问题.ppt

01.内电路和外电路内电路和外电路(1)切切割割磁磁感感线线运运动动的的导导体体或或磁磁通通量量发发生生变变化化的的线线圈圈都都相相当于电源当于电源(2)该该部部分分导导体体的的电电阻阻或或线线圈圈的的电电阻阻相相当当于于电电源源的的内内阻阻，其余部分是外电路其余部分是外电路电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题2.电磁感应中电路知识关系图电磁感应中电路知识关系图闭合电路电磁感应闭合电路电磁感应3.解决电磁感应中的电路问题三步骤：解决电磁感应中的电路问题三步骤：C 题组训练题组训练11.(多多选选)(2015金金陵陵中中学学)如如图图所所示示，两两根根足足够够长长的的光光滑滑金金属属导导轨轨水水平平平平行行放放置置，间间距距为为l1 m，cd间间、de间间、cf间间分分别别接接着着阻阻值值R10 的的电电阻阻一一阻阻值值R10 的的导导体体棒棒ab以以速速度度v4 m/s匀匀速速向向左左运运动动，导导体体棒棒与与导导轨轨接接触触良良好好；导导轨轨所所在在平平面面存存在在磁磁感感应应强强度度大大小小B0.5 T、方方向向竖竖直直向向下下的的匀匀强强磁磁场场下下列说法中正确的是列说法中正确的是()A.导体棒导体棒ab中电流的流向为由中电流的流向为由b到到aB.cd两端的电压为两端的电压为1 VC.de两端的电压为两端的电压为1 VD.fe两端的电压为两端的电压为1 VBD ABD(1)求通过电阻求通过电阻R的电流的大小和方向的电流的大小和方向(2)求圆盘转动过程中克服安培力做功的功率求圆盘转动过程中克服安培力做功的功率(3)将将电电刷刷Q置置于于电电刷刷P对对侧侧的的圆圆盘盘边边缘缘，问问电电阻阻R上上是是否否有电流？如有请求出其大小，如无请说明理由有电流？如有请求出其大小，如无请说明理由【答案答案】无电流理由见无电流理由见解析解析1.图象问题图象问题电磁感应中的图象问题电磁感应中的图象问题图象图象类型类型(1)磁感应强度磁感应强度B，磁通量，磁通量，感应电动势，感应电动势E和感应电和感应电流流I随时间随时间t变化的图象，即变化的图象，即B-t图象、图象、-t图象、图象、E-t图象图象和和I-t图象图象(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，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还常涉及感应电动势E和感应电流和感应电流I随导体位移随导体位移x变化的变化的图象，即图象，即Ex图象和图象和Ix图象图象问题问题类型类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量物理量应用应用知识知识右手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定右手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律和相关数学知识等律、欧姆定律、牛顿运动定律和相关数学知识等2.分析方法分析方法3.电磁感应中图象类选择题的两种常见解法电磁感应中图象类选择题的两种常见解法(1)排排除除法法：定定性性地地分分析析电电磁磁感感应应过过程程中中物物理理量量的的变变化化趋趋势势(增增大大还还是是减减小小)、变变化化快快慢慢(均均匀匀变变化化还还是是非非均均匀匀变变化化)，特特别是物理量的正负，排除错误的选项别是物理量的正负，排除错误的选项(2)函函数数法法：根根据据题题目目所所给给条条件件定定量量地地写写出出两两个个物物理理量量之之间间的的函函数数关关系系，然然后后由由函函数数关关系系对对图图象象作作出出分分析析和和判判断断，这这未未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法必是最简捷的方法，但却是最有效的方法典典题题演演示示2(2015常常州州一一模模)如如图图甲甲所所示示，光光滑滑平平行行金金属属导导轨轨MN、PQ所所在在平平面面与与水水平平面面成成角角，M、P两两端端接接一一阻阻值值为为R的的定定值值电电阻阻，阻阻值值为为r的的金金属属棒棒ab垂垂直直导导轨轨放放置置，其其他他部部分分电电阻阻不不计计.整整个个装装置置处处在在磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向垂垂直直导导轨轨平平面面向向上上t0时时对对棒棒施施一一平平行行于于导导轨轨的的外外力力F，棒棒由由静静止止开开始始沿沿导导轨轨向向上上运运动动，通通过过R的的感感应应电电流流I随随时时间间t的的变变化化关关系系如如图图乙乙所所示示下下列列关关于于穿穿过过回回路路abPMa的的磁磁通通量量、金金属属棒棒ab的的加加速速度度a、金金属属棒棒受受到到的的外外力力F、通通过过棒棒的的电电荷荷量量q随随时时间间变变化化的图象中，正确的是的图象中，正确的是()D A B C D A甲甲 乙乙 B 甲甲 乙乙 A B C D 3.(多多选选)(2016海海安安中中学学)如如图图所所示示，空空间间有有竖竖直直向向下下的的匀匀强强磁磁场场分分布布在在宽宽度度为为2L的的某某矩矩形形区区域域内内，该该区区域域的的左左、右右边边界界分分别别为为MN、PS，以以MN 上上某某点点O为为原原点点，建建立立垂垂直直MN、方方向向水水平平向向右右的的x轴轴一一边边长长为为L的的正正方方形形导导线线框框abcd静静止止平平放放在在光光滑滑绝绝缘缘的的水水平平面面上上，ab边边的的位位置置坐坐标标为为xL.现现给给线线框框加加一一水水平平向向右右的的恒恒力力F0，线线框框开开始始向向右右运运动动，当当线线框框的的ab边边到到达达PS时时，线线框框刚刚好好做做匀匀速速直直线线运运动动从从线线框框的的ab边边经经过过MN时时开开始始计计时时，规规定定逆逆时时针针方方向向为为感感应应电电流流正正方方向向、水水平平向向左左为为安安培培力力正正方方向向则则关关于于线线框框中中的的感感应应电电流流i和和线线框框所所受受的的安安培培力力F与与ab 边边的位置坐标的位置坐标x的关系图线中，正确的是的关系图线中，正确的是()AD A B C D 典典题题演演示示3(2017启启东东中中学学)如如图图甲甲所所示示，两两根根足足够够长长的的平平行行光光滑滑金金属属导导轨轨MN、PQ被被固固定定在在水水平平面面上上，导导轨轨间间距距l0.6 m，两两导导轨轨的的左左端端用用导导线线连连接接电电阻阻R1及及理理想想电电压压表表V，电电阻阻为为r2 的的金金属属棒棒垂垂直直于于导导轨轨静静止止在在AB处处；右右端端用用导导线线连连接接电电阻阻R2，已已知知R12，R21，导导轨轨及及导导线线电电阻阻均均不不计计在在矩矩形形区区域域CDFE内内有有竖竖直直向向上上的的磁磁场场，CE0.2 m，磁磁感感应应强强度度随随时时间间的的变变化化规规律律如如图图乙乙所所示示开开始始时时电电压压表表有有示示数数，当当电电压压表表示示数数变变为为零零后后，对对金金属属棒棒施施加加一一水水平平向向右右的的恒恒力力F，使使金金属属棒棒刚刚进进入入磁磁场场区区域域时时电电压压表表的的示示数数又又变变为为原原来来的的值值，金金属属棒棒在在磁磁场场区区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变求：域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变求：电磁感应图象与电路综合问题电磁感应图象与电路综合问题甲甲 乙乙(1)t0.1 s时电压表的示数时电压表的示数【答案答案】0.3 V(2)恒力恒力F的大小的大小【答案答案】0.27 N(3)从从t0时时刻刻到到金金属属棒棒运运动动出出磁磁场场的的过过程程中中整整个个电电路路产产生生的热量的热量【答案答案】0.09 J图图(a)图图(b)(1)棒进入磁场前，电阻棒进入磁场前，电阻R中电流的大小和方向中电流的大小和方向【答案答案】0.02 A方向方向QN(2)棒通过棒通过abcd区域的过程中通过电阻区域的过程中通过电阻R的电荷量的电荷量【答案答案】0.02 C(3)棒通过三角形棒通过三角形abd区域时电流区域时电流i与时间与时间t的关系式的关系式2.(2017南南京京学学情情调调研研)如如图图甲甲所所示示，间间距距为为L、足足够够长长的的光光滑滑平平行行金金属属导导轨轨MN和和PQ放放置置在在绝绝缘缘水水平平桌桌面面上上，N、Q间间接接有有电电阻阻R0，导导体体棒棒ab垂垂直直放放置置在在导导轨轨上上，接接触触良良好好导导轨轨间间直直径径为为L的的圆圆形形区区域域内内有有竖竖直直向向下下的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度B的的大大小小随随时时间间t变变化化规规律律如如图图乙乙所所示示，导导体体棒棒和和导导轨轨的的电电阻阻不不计计，导导体棒体棒ab静止静止甲甲 乙乙(1)求在求在0t0时间内，回路中的感应电动势时间内，回路中的感应电动势E.(2)求在求在0t0时间内，电阻时间内，电阻R0产生的热量产生的热量Q.(3)若若从从tt0时时刻刻开开始始，导导体体棒棒以以速速度度v向向右右匀匀速速运运动动，则则导体棒通过圆形区域过程中，导体棒所受水平拉力导体棒通过圆形区域过程中，导体棒所受水平拉力F的最大值的最大值