高中物理选修电磁感应中的电路问题

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1、电磁感应中的电路问题在电磁感应中,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,该导体或回路相当于电源.因此,电磁感应问题往往与电路问题联系在一起.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愣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.解题要点：电磁感应问题往往跟电路问题联系在一起。产生感应电动势的导体相当于电源，将它们接上电阻等用电器，便可对其供电；接上电容器，便可使其充电。解决这类

2、问题，不仅要运用电磁感应中的规律，如右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等，还要应用电场、电路中的相关知识，如电容公式、欧姆定律、电功率公式、串、并联电路性质等。关键是把电磁感应的问题等效转换成稳恒电路问题来处理。一般可按以下三个步骤进行。第一步：确定内电路。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，其电阻相当于电源的内电阻。用右手定则或楞次定律判断电流方向。若在一个电路中有几个部分产生感应电动势且又相互联系，则可等效成电源的串、并联。第二步：分析外电路。明确外电路各用电器、电表、

3、电容器的串并联关系，画等效电路图。第三步：立方程求解。综合运用法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律等规律，列出方程求解。解题步骤1.把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a，电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触。当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求：（1）流过棒的电流的大小、方向及棒两端的电压UMN。（2）在圆环和金属棒上消耗的总热功率。解答此时，圆环的两部分构成并联连接，且，

4、金属棒经过环心时，棒中产生的感应电动势为：（1）棒MN右移时，切割磁感线，产生感应电动势，棒MN相当于电源，内电阻为R。其等效电路如图所示。棒两端的电压为路端电压。故并联部分的电阻为：。由闭合电路欧姆定律得流过金属棒的电流为：由右手定则可判断出金属棒上的电流方向由N→M棒两端的电压：（2）圆环和金属棒上消耗的总功率等于电路中感应电流的电功率，即：2.如图所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为L的单匝正方形线框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v向右运动进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域。线框被

5、全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的ab边始终平行于磁场的边界。已知线框的四个边的电阻值相等，均为R。求：（1）在ab边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小；（2）在ab边刚进入磁场区域时，ab边两端的电压；（3）在线框被拉入磁场的整个过程中，线框中电流产生的热量。dBabcv（1）ab边切割磁感线产生的感应电动势为所以通过线框的电流为（2）ab两端的电压为路端电压所以（3）线框被拉入磁场的整个过程所用时间线框中电流产生的热量解答3.如图所示，M、N是水平放置的很长的平行金属板，两

6、板间有垂直于纸面沿水平方向的匀强磁场其磁感应强度大小为B=0.25T，两板间距d=0.4m，在M、N板间右侧部分有两根无阻导线P、Q与阻值为0.3Ω的电阻相连。已知MP和QN间距离相等且等于PQ间距离的一半,一根总电阻为r=0.2Ω均匀金属棒ab在右侧部分紧贴M、N和P、Q无摩擦滑动,忽略一切接触电阻。现有重力不计的带正电荷q=1.6×10－9C的轻质小球以v0=7m/s的水平初速度射入两板间恰能做匀速直线运动，则：（1）M、N间的电势差应为多少？（2）若ab棒匀速运动，则其运动速度大小等于多少？

7、方向如何？（3）维持棒匀速运动的外力为多大？MQPNv0adcbRq（1）粒子在两板间恰能做匀速直线运动，所受的电场力与洛仑兹力相等，即：（2）洛仑兹力方向向上,则电场力方向向下,UMN＞0,ab棒应向右做匀速运动解得：v=8m/s（3）因为只有cd端上有电流，受到安培力F=BILcd得：解答RdbaQPNMc4.两根光滑的长直金属导轨MN、M'N'平行置于同一水平面内，导轨间距为l,电阻不计,M、M'处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。长度也为l、阻值同为R的金属棒

8、ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q。求⑴ab运动速度v的大小；⑵电容器所带的电荷量q。NCRRRMM'N'ba（1）设ab上产生的感应电动势为E，回路中的电流为I，ab运动距离s所用时间为t，则有:E=Blv①②③④由上述方程得⑤（2）设电容器两极板间的电势差为U，则有:U=IR⑥电容器所带电荷量:q=CU⑦解得:⑧解答5.如图所示，矩形导线框