電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題

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1、,必考部分,第九章 電磁感應(yīng),第3單元 電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題,網(wǎng)控基礎(chǔ)點(diǎn) 提煉命題源,一、電磁感應(yīng)與電路 1對(duì)電源的理解：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于_如：切割磁感線的導(dǎo)體棒、內(nèi)有磁通量變化的線圈等 2對(duì)電路的理解：內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈；除電源外其余部分是外電路，外電路由電阻、電容等電學(xué)元件組成在外電路中，電流從_處流向_處；在內(nèi)電路中，電流則從_處流向_處 1.電源 2.高電勢(shì) 低電勢(shì) 低電勢(shì) 高電勢(shì),讀讀教材,二、電磁感應(yīng)與圖象 1圖象類型 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I，隨時(shí)間t變化的圖象，即Bt圖象、t圖象、E

2、t圖象和It圖象 (2)對(duì)于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨位移x變化的圖象，即Ex圖象和Ix的圖象 2問題類型 (1)由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖象 (2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量 (3)利用給出的圖象判斷或畫出新的圖象,1粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng)，如圖所示，則在移出過程中線框一邊a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是( ),練練基礎(chǔ),題組一 電磁感應(yīng)與電路,3一矩形線圈位于一個(gè)方向垂直線圈平

3、面向里的磁場(chǎng)中，如圖甲所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示以i表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖甲線圈上箭頭所示方向的電流為正方向，則以下的it圖中正確的是( ),題組二 電磁感應(yīng)與圖象,4如圖所示，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它的底邊在x軸上且長(zhǎng)為2L，高為L(zhǎng).紙面內(nèi)一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，在t0時(shí)刻恰好位于圖中所示的位置以順時(shí)針方向?yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流位移(Ix)關(guān)系的是( ),解析：線框勻速穿過磁場(chǎng)的過程中，有效長(zhǎng)度l均勻增加，由EBlv知，電動(dòng)勢(shì)隨位移均勻變大，xL處電動(dòng)勢(shì)最大，電流I最大；從x

4、L至x1.5L過程中，線框兩邊都切割磁感線，總電動(dòng)勢(shì)減小，電流減小；從x1.5L至x2L，左邊框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于右邊框，故電流反向且增大；x2L到x3L過程中，只有左邊框切割磁感線，有效長(zhǎng)度l減小，電流減小綜上所述，只有C項(xiàng)符合題意,1在電磁感應(yīng)與電路問題中，應(yīng)分清電源與外電路，區(qū)別電動(dòng)勢(shì)與路端電壓 2在閉合電路中，通過電源的電流由低電勢(shì)流向高電勢(shì)，在外電路中，電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì) 3圖象問題綜合了楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律以及閉合電路歐姆定律等知識(shí)，排除法是解決此類問題的好方法,小思考 微總結(jié),研細(xì)核心點(diǎn) 練透經(jīng)典題,1對(duì)電磁感應(yīng)中電源的理解 (1)電源的正、負(fù)極可用右手定

5、則或楞次定律判定，要特別注意在內(nèi)電路中電流由負(fù)極到正極 (2)電磁感應(yīng)電路中的電源與恒定電流的電路中的電源不同，前者是由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的，公式為EBlv，其大小可能變化，變化情況可根據(jù)其運(yùn)動(dòng)情況判斷；而后者的電源電動(dòng)勢(shì)在電路分析中認(rèn)為是不變的 (3)在電磁感應(yīng)電路中，相當(dāng)于電源的導(dǎo)體(或線圈)兩端的電壓與恒定電流的電路中電源兩端的電壓一樣，等于路端電壓，而不等于電動(dòng)勢(shì)(除非切割磁感線的導(dǎo)體或線圈電阻為零),考點(diǎn)一 電磁感應(yīng)與電路,試題調(diào)研,答案 AC,名師歸納點(diǎn)題破疑,11.如圖甲所示，面積為0.1 m2的10匝線圈EFG處在某磁場(chǎng)中，t0時(shí)，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)

6、間變化的規(guī)律如圖乙所示已知線圈與右側(cè)電路接觸良好，電路中的電阻R4 ，電容C10 F，線圈EFG的電阻為1 ，其余部分電阻不計(jì)則當(dāng)開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后，在t0.1 s至t0.2 s這段時(shí)間內(nèi)( ),類題練熟,A電容器所帶的電荷量為8105 C B通過R的電流是2.5 A，方向從b到a C通過R的電流是2 A，方向從b到a DR消耗的電功率是0.16 W,1圖象問題的求解類型,考點(diǎn)二 電磁感應(yīng)與圖象,2解決圖象問題的一般步驟 (1)明確圖象的種類，即是B t圖象還是 t圖象，或者是E t圖象、It圖象等； (2)分析電磁感應(yīng)的具體過程； (3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系； (4)結(jié)合

7、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式； (5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等； (6)畫出圖象或判斷圖象,調(diào)研2 如圖所示，一直角三角形金屬框，向左勻速地穿過一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)僅限于虛線邊界所圍的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域的形狀與金屬框完全相同，且金屬框的下邊與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊在一條直線上若取順時(shí)針電流方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，從金屬框左邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，則金屬框穿過磁場(chǎng)過程中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是下列選項(xiàng)中的( ),試題調(diào)研,解析 當(dāng)金屬框未全部進(jìn)入磁場(chǎng)前，切割磁感線的有效長(zhǎng)度為AB，如圖甲所示，所以隨著金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)，AB長(zhǎng)度

8、均勻增大，根據(jù)EBlv，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均勻增大，感應(yīng)電流均勻增大，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；當(dāng)線框出磁場(chǎng)時(shí)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度為CD，如圖乙所示，隨著線框磁場(chǎng)， CD均勻減小，感應(yīng)電流均勻減小，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，選項(xiàng)C正確 答案 C,電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個(gè)常見解法 (1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(shì)(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)沒有表示方向的正負(fù)時(shí)，優(yōu)先判斷方向有時(shí)會(huì)產(chǎn)生意想不到的效果 (2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象作出分

9、析和判斷，這未必是最簡(jiǎn)捷的方法，但卻是最有效的方法,名師歸納點(diǎn)題破疑,21.(多選)如圖甲所示，正六邊形導(dǎo)線框abcdef放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中靜止不動(dòng)，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示t0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直紙面向里，設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流以順時(shí)針方向?yàn)檎?、豎直邊cd所受安培力的方向以水平向左為正則下面關(guān)于感應(yīng)電流i和cd邊所受安培力F隨時(shí)間t變化的圖象正確的是( ),類題練熟,解析：02 s時(shí)間內(nèi)，負(fù)方向的磁場(chǎng)在減弱，產(chǎn)生正方向的恒定電流，cd邊所受安培力向右且減小.2 3 s時(shí)間內(nèi)，電流仍是正方向，且大小不變，此過程cd邊所受安培力向左且增大.3 6 s時(shí)間內(nèi)，電流為負(fù)方向，大小不變，cd邊所受安培力先向右后變?yōu)橄蜃?，故選A、C,應(yīng)用“數(shù)形結(jié)合”，巧解圖象問題,答案 A,電磁感應(yīng)圖象問題中數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用 涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的大小的討論時(shí)，最好不要憑感覺判斷，一定要列出函數(shù)表達(dá)式，根據(jù)對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流大小有影響的量的變化進(jìn)行分析、討論,多維思考技法提煉,針對(duì)訓(xùn)練 邊長(zhǎng)為a的閉合金屬正三角形框架，左邊豎直且磁場(chǎng)右邊界平行，完全處于垂直框架平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中現(xiàn)把框架勻速水平向右拉出磁場(chǎng)，如圖所示，則下列圖象與這一過程相符合的是( ),謝謝大家,