高中物理第四章电磁感应习题课电磁感应中的电路和图象问题课件新人教版选修.ppt

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1、习题课:电磁感应中的电路和图象问题探究一探究二探究三电磁感应中的电路问题探究用均匀导线做成的正方形线圈边长为l,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以的变化率增强时,思考下列问题:(1)感应电流的方向是逆时针还是顺时针?(2)感应电动势多大?整个闭合回路中哪部分电路是电源?哪部分是外电路?(3)A、B两点哪点电势高?两点间的电势差为多大?探究一探究二探究三要点提示:(1)根据楞次定律可知感应电流的方向沿逆时针。(2)探究一探究二探究三知识归纳解决电磁感应中电路问题的基本方法闭合电

2、路中磁通量发生变化或有部分导体在做切割磁感线运动,在回路中将产生感应电动势,回路中将有感应电流。从而涉及电流、电压、电功等计算。同时也可包含电磁感应与力学问题、电磁感应与能量的综合分析。(1)明确哪部分电路或导体产生感应电动势,该电路或导体就相当于电源,其他部分是外电路。(2)画等效电路图,分清内、外电路。大小,用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向。在等效电源内部,方向从负极指向正极。探究一探究二探究三(4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解。解决电磁感应中的电路问题“三

3、步曲”:第一步,确定电源;第二步,画等效电路图;第三步,利用电路规律求解。探究一探究二探究三典例剖析【例题1】用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。下列判断正确的是()A.Ua

4、定则或楞次定律判定的。实际问题中应注意外电路电流由高电势流向低电势,而内电路则相反。2.在闭合电路中,“相当于电源”的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样,等于路端电压,而不等于感应电动势。探究一探究二探究三变式训练1如图所示,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的磁感应强度为B的匀强磁场中,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接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心时,求:(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN。(

5、2)电路中消耗的热功率。探究一探究二探究三解析:(1)等效电路如图所示探究一探究二探究三电磁感应中的电荷量问题问题探究如图所示,水平金属导轨AC、BD长x、两轨宽L,金属棒置于导轨上,与导轨接触良好,导轨A、B端接有电阻R,其余电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。(1)当金属棒以速度v匀速从AB端运动到CD端的过程中,流过电阻R的电荷量为多少?(2)第(1)问中,若金属棒从静止开始匀加速向右运动距离x呢?(3)若金属棒固定于CD端,当磁感应强度以的变化率从零均匀增大到B的过程中,流过电阻R

6、的电荷量为多少?(4)第(3)问中,若磁感应强度不是均匀变化的呢?探究一探究二探究三探究一探究二探究三知识归纳电磁感应中的电荷量问题1.电源内部电流的方向是从负极流向正极,即从低电势流向高电势。2.求解电路中通过的电荷量时,一定要用平均电动势和平均电流计算。探究一探究二探究三典例剖析【例题2】物理实验中,常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量。如图所示,探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。已知线圈的匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R。若将线圈放在被测匀强

7、磁场中,开始线圈平面与磁场垂直,现把探测圈翻转90°,冲击电流计测出通过线圈的电量为q,由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为()探究一探究二探究三答案:B探究一探究二探究三变式训练2如图所示,将一个闭合金属圆环从有界磁场中匀速拉出,第一次速度为v,通过金属圆环某一截面的电荷量为q1,第二次速度为2v,通过金属圆环某一截面的电荷量为q2,则()A.q1∶q2=1∶2B.q1∶q2=1∶4C.q1∶q2=1∶1D.q1∶q2=2∶1答案:C探究一探究二探究三电磁感应中的图象问题问题探究如图甲所示,矩形导线

8、框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直于纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示,若规定顺时针方向为感应电流的正方向,定性画出感应电流随时间变化的图象。探究一探究二探究三要点提示:0~1s内电流为负方向,1~3s内电流为正方向,3~4s电流为负方向。探究一探究二探究三知识归纳1.问题概括探究一探究二探究三2.解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类,即是B-t图象还是Φ-t图象,或者E-