高三物理第一轮复习 电磁感应定律的应用(一) 新人教版

《高三物理第一轮复习 电磁感应定律的应用(一) 新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4课时　电磁感应定律的应用(一)重点难点突破一、电磁感应中的图象问题1.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随线圈位移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

2、定律、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知识等2.解决此类问题的一般步骤(1)明确图象的种类，是B-t图，还是Φ-t图，或者E-t图、I-t图等.(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、牛顿定律等规律写出函数方程.(4)根据函数方程进行数学分析，例如分析斜率的变化、截距等.(5)画图象或判断图象.二、电磁感应中的电路问题1.在电磁感应中，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，将它们接上电容器，便可使电容器充电；将它们接上电阻等用电器，

3、便可对用电器供电，在回路中形成电流.因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起.2.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是：(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.(2)画等效电路.(3)运用全电路欧姆定律、串并联电路性质、电功率等公式联立求解.3.解决电磁感应的电路问题的四个注意：(1)注意有效切割长度；(2)注意有效接入长度；(3)注意有效面积；(4)注意有效包围.典例精析1.有效切割长度问题【例1】如图所示，一个边长为a，电阻为R的等边三角形线框在外力作用下以速度v匀

4、速地穿过宽度为a的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反，线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直.取逆时针方向的电流为正，试通过计算，画出从进入磁场开始，线框中产生的感应电流I与沿运动方向的位移x之间的函数图象.【解析】线框进入第一个磁场时，切割磁感线的有效长度随位移均匀变化，在位移由0→a/2过程中，切割的有效长度由0增大到，电流为逆时针.在位移由a/2→a时，切割边bc和cd上产生的感应电动势在整个闭合回路中反向串联，随着cd边上切割的有效长度变长，整个回路的电动势由大变小，电流

5、为逆时针.在x＝a/2时，E＝Bav，I＝；x＝a时，E＝0，I＝0；线框穿越两磁场边界时，线框bc边进入磁场2的那部分切割产生的电动势与cd边在磁场1中切割产生的电动势同向，而与bc边在磁场1中切割产生的电动势反向；所以在位移由a→3a/2时，电动势由0→avB；电流由0→，电流方向为顺时针；当位移由3a/2→2a时，电动势由avB→0，电流方向仍为顺时针.线框移出第二个磁场时的情况与进入第一个磁场时相似.由此可得，I-x图象应如图所示.【思维提升】必须注意有效切割长度随时间均匀增大，故感应电动势也

6、在均匀增大，结合闭合电路的欧姆定律可得出电流随时间变化的图象.还需注意从1到2区域有两段有效切割长度，有两个电动势产生，此题综合性很强.【拓展1】如图甲所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右做匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E与导体棒位置x关系的图象是(A)【解析】由题图可知导体棒的有效切割长度l随x的变化率先减小后增大，因感应电动势E＝Blv，B和v均恒定，故E随x的变化率也应先减小后增大，选A.2.有效接入长度问题【例2】如图所示，直角三角形导线框a

7、bc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac的长度为，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里.现有一段长度为、电阻为的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑动，滑动中杆始终与ac平行并与导线框保持良好接触.那么当MN滑过的距离为时，导线ac中的电流为多大？方向如何？【解析】由几何关系可求出杆MN滑过时切割磁感线的有效接入长度为L＝，由法拉第电磁感应定律得此时的感应电动势为E＝.再根据右手定则可知导体杆中电流由N′流向M

8、，故此时的等效电路图如图所示，则导线ac中电流由a流向c，电路总电阻为R总＝＝R.由全电路的欧姆定律得总电流为I＝，则通过ac的电流Iac＝I＝【思维提升】此种情况属于导体切割磁感线问题，哪部分导体切割磁感线且接入电路了，哪部分导体就产生感应电动势，相当于电源.【拓展2】如图所示中两条平行虚线之间存在匀强磁场.虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里.abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l，t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合(如图).现