2018年高考物理一轮复习 专题9.3 电磁感应中的电路与图象问题教学案

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1、专题9.3电磁感应中的电路与图象问题1．对电磁感应中电源的理解2．解决电磁感应电路问题的基本步骤一、电磁感应与电路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相当于电源．如：切割磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线圈等．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；除电源外其余部分是外电路，外电路由电阻、电容等电学元件组成．在外电路中，电流从高电势处流向低电势处；在内电路中，电流则从低电势处流向高电势处．3．与电路相联系的几个公式(1)电源电动势：E＝n　_或E＝Bl

2、v.(2)闭合电路欧姆定律：I＝.电源的内电压：U内＝Ir.电源的路端电压：U外＝IR＝E－Ir.(3)功率：P外＝IU，P总＝EI，P内＝I2r(4)电热：Q＝I2Rt二、电磁感应与图象1．图象类型电磁感应中主要涉及的图象有B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象．还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象．2．应用知识(1)四个规律：左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律．(2)应用公式：①平均电动势E＝n②平动切割电动势E＝Blv③转动切割电动势E＝Bl

3、2ω④闭合电路的欧姆定律I＝⑤安培力F＝BIl⑥牛顿运动定律的相关公式等3．基本方法(1)明确图象的种类，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)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律列出函数方程．(4)根据函数方程进行数学分析．如斜率及其变化、两轴的截距、图线与坐标轴所围图形的面积等代表的物理意义．(5)画图象或判断图象．高频考点一　电磁感应与电路1．对电磁感应中电源的理解(1)电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定，要特别注意在内

4、电路中电流由负极到正极．(2)电磁感应电路中的电源与恒定电流的电路中的电源不同，前者是由于导体切割磁感线产生的，公式为E＝Blv，其大小可能变化，变化情况可根据其运动情况判断；而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的．(3)在电磁感应电路中，相当于电源的导体(或线圈)两端的电压与恒定电流的电路中电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于电动势(除非切割磁感线的导体或线圈电阻为零)．2．解决电磁感应电路问题的基本步骤(1)确定电源及正、负极，并利用E＝Blv或E＝求出电源电动势．当电路中有两棒切割磁感线

5、产生电动势时，将它们求和(同向时)或求差(反向时)；(2)分析电路结构，画出等效电路图；(3)利用闭合电路欧姆定律与串、并联电路的规律求电流、电压、电功率、焦耳热、感应电荷量等．例1、(多选)如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt(常量k>0)．回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0.滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1＝R0、R2＝.闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则(　　)A．R2两端的电压为

6、B．电容器的a极板带正电C．滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍D．正方形导线框中的感应电动势为kL2【答案】AC【方法技巧】解决电磁感应中的电路问题三步曲1．确定电源：切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E＝n或E＝Blvsinθ求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向．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．【变式探究】如图甲所示，

7、面积为0.1m2的10匝线圈EFG处在某磁场中，t＝0时，磁场方向垂直于线圈平面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示．已知线圈与右侧电路接触良好，电路中的电阻R＝4Ω，电容C＝10μF，线圈EFG的电阻为1Ω，其余部分电阻不计．则当开关S闭合，电路稳定后，在t＝0.1s至t＝0.2s这段时间内(　　)A．电容器所带的电荷量为8×10－5CB．通过R的电流是2.5A，方向从b到aC．通过R的电流是2A，方向从b到aD．R消耗的电功率是0.16W【答案】A【举一反三】(多选)如图所示，M1N1与M2

8、N2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，一个半径为L的半圆形硬导体ef和金属杆ab均与导轨垂直且可在导轨上无摩擦滑动，金属杆ab上有一电压表(其电阻为R0)，半圆形硬导体ef的电阻为r，其余电阻不计，则下列说法正确的是(　　)A．若ab固定、ef以速度v滑动时，电压表读数为B．若ab固定、ef以速度v滑动时，ef两点间的电压为C．当ab、ef以相同的速度v同向滑动时，电压表读数为零D．当ab、ef以大小相同的速度v反向滑动时，电压表读数为