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《专题37+电磁感应中的电路问题-2017-2018学年高二物理专题提升之电学+word版含解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、专題37电磁感应中的电路问題—:专题概述电磁感应中的电路问题1.电源和内阻：切割磁感一线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源。该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻。2.感应电动势：E=BLv或£=〃等。-：典例精讲典例1：如图所示，粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框必山处于匀强磁场中，另一种材料的导体棒可与导线框保持良好接触并做无摩擦滑动.当导体棒MN在外力作用下从导线框左端开始做切割磁感线的匀速运动一直滑到右端的过程屮，导线框上消耗的电功率的变化情况可能为（）A.逐渐增大B.先增大后减
2、小C.逐渐减小D.先增大后减小，再增大，接着再减小【答案】BD【解析】导体棒册在框架上做切割磁感线的匀速运动，相当于电源，其产生的感应电动势相当于电源的电动势迟，其电阻相当于电源的内阻厂线框处田相当于外电路，等效电路如下图所示.由于妙的运动，外电路的电阻是变化的，设左侧电阻为W右侧电阻为出，导线框的总电阻为丘=皿+局，所以外电路的并联总电阻：由于R}+R2=R为定值，故当：R}=R2时，7?外最大。E123-?2在闭合电路中，外电路上消耗的电功率马卜是与外电阻7?外有关的.（人外_厂R外可见，当7?H
3、=r时,马卜有最大值，马卜随7?外的变化图象如图所示:下面根据题意，结合图象讨论P升变化的情况有:〔1）若心的最大值心＜r,则其导线框上消耗的电功率是先増大后减小.（2）若心的最大值R^＞r?且心的最小值R戚5则导线框上消耗的电功率是先増大后减小，再増大，接着再减小.⑶若是心的最小值空＞r,则导线框上消耗的电功率是先减小后増犬。综上所述，B、D正确。典例2：如图所示，足够长的金属导轨MN、PQ平行放置，间距为L,与水平面成0角，导轨与定值电阻R］和R?相连，且Ri=R2=R*Ri支路串联开关S,原来S
4、闭合.匀强磁场垂直导轨平面向上，有一质量为ni、有效电阻也为R的的导体棒ab与导轨垂直放置，它与导轨的接触粗糙且始终接触良好，现让导体棒ab从静止开始释放，沿导轨下滑，当导体棒运动达到稳定状态时速率为V,此时整个电路消耗的电功率为重3力功率的？.已知重力加速度为g,导轨电阻不计，求：4【答案】（1）/=,進巫，b丄四血⑵。=£的皿兀-丄加⑶翌V2R2L2v423mgsinO【解析】（1）当导体棒匀速运动时达到稳定状态，此时速率为V,重力功率mgVsiiie・由E°3E=BE1=—.绻=尸&,得到回
5、路的总电功率PZ根据电功率为重力功率的；，列式求磁感应人且4强度E.并求出通过曲棒的电流I；（2）根据重力功率等于电功率与克服摩揀力做功功率之和，列式求出摩揀力大小，由能量守恒求回路中产生的电热：（3）S断幵后，由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量公式q=It,得到电量q与距离的关系,即可求出距离.3（1）回路中的总电阻为：R^=—R当导体棒ab以速度V匀速下滑时棒屮的感应电动势为E=BLvF此吋棒中的感应电流为：1=——R息此时回路的总电功率为：P^=I2R总此时重力的功率为=mgvsinO.3据题
6、给条件有：坨拧心解得："叶持（2）设导体棒ab与导轨间的滑动摩擦力大小为f,根据能的转化和守恒定律可知：*=心+/°，贝9有—mgvsin&=fv4解得/=导体棒ab减少的重力势能等于增加的动能、回路中产生的焦耳热以及克服摩擦力做功的和mgsinO-x=^mv2+Q+fx解得Q=—mgsindx-—mv2（3）S断开后，回路中的总电阻为：/?../=27?设这一过程经历的时间为2，这一过程回路中的平均感应电动势为E，通过导体棒曲的平均感应电流为T,导体棒曲下滑的距离为S,则:云BLS7_E_BLS~"
7、a7~_aT，—石_22?A/得：歼阳=週2R解得:三总结提升解决电磁感应中的电路问题三步骤:D.1：2四提升专练1.如图所示，圆环a和圆环b的半径Z比为2:1,两环用同样粗细、同种材料制成的导线连成闭合回路，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度变化率恒定.则在a、b环分别单独置于磁场中的两种情况下，M、N两点的电势差之比为（）A.4：1C.2：1【答案】C【解析】a环与b环的半径之比为2:1,故周长之比为2:1,由电阻定律斤=牛知电阻之比为2:1,；M、N两点间电势差大小为路端电压，u=—E
8、；由法拉第电磁感应定律F=n—=—•磁感应7?+rArAr强度的变化率相同，得厅2:厅鼻=4:1,故两次电压的比为乞：=2:l,c对。1.(多选)如图所示，竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R,G和C2是半径都为a的两圆形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平血向外，区域Ci中磁场的磁感应强度随吋I'可接Bi=b+kt(k>0)变化，C?中磁场的磁感应强度恒为B2,一质量为电阻为「、长度为L的金属杆AB穿过C2的圆心垂直地跨放在两导轨上，且与导轨接触良好
