2018版高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 習(xí)題課 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用（一）——圖象和電路問題課件 魯科版選修3-2.ppt

第2章,楞次定律和自感現(xiàn)象,第5講習(xí)題課電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用(一)圖象和電路問題,目標(biāo)定位,1.進(jìn)一步理解公式En與EBlv的區(qū)別和聯(lián)系，能夠應(yīng)用兩個公式求解感應(yīng)電動勢.2.掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路問題的分析方法和解題基本思路.3.綜合應(yīng)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律解決電磁感應(yīng)中的圖象問題.,1.感應(yīng)電流的方向一般是利用楞次定律或進(jìn)行判斷.2.感應(yīng)電動勢的大小根據(jù)定律計算，公式E.特殊情況下，導(dǎo)體桿切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E.,右手定則,法拉第電磁感應(yīng),Blv,n,3.垂直于勻強(qiáng)磁場放置，長為l的直導(dǎo)線通過電流為I時，它所受的安培力F，安培力方向的判斷用.4.閉合電路中電源電動勢E、內(nèi)電壓U內(nèi)、外電壓(路端電壓)U外三者之間的關(guān)系為，其中電源電動勢E的大小等于電源未接入電路時兩極間的.,BIl,左手定則,EU內(nèi)U外,電勢差,一、電磁感應(yīng)中的電路問題,電磁感應(yīng)問題常與電路知識綜合考查，解決此類問題的基本方法是：1.明確哪部分電路或?qū)w產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該電路或?qū)w就是電源，其他部分是外電路.2.畫等效電路圖，分清內(nèi)、外電路.,3.用法拉第電磁感應(yīng)定律En或EBlv確定電動勢的大小，用楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電流的方向.在等效電源內(nèi)部，方向從負(fù)極指向正極.4.運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解.,圖1,PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為EBlv，方向由Q指向P.,針對訓(xùn)練把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖2所示，一長度為2a，電阻等于R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時，求：,圖2,(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；解析把切割磁感線的金屬棒看成一個具有內(nèi)阻為R、電源電動勢為E的電源，兩個半圓環(huán)看成兩個并聯(lián)電阻，畫出等效電路如圖所示.等效電源電動勢為：EBlv2Bav.,電流方向從N流向M.根據(jù)分壓原理，棒兩端的電壓為：,(2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率.,解析圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為：,二、電磁感應(yīng)中的圖象問題電磁感應(yīng)中的圖象問題綜合了法拉第電磁感應(yīng)定律計算感應(yīng)電動勢的大小、楞次定律判斷感應(yīng)電流方向、運(yùn)動學(xué)知識判定運(yùn)動時間以及作圖能力，是對電磁感應(yīng)知識的綜合考查,1思路導(dǎo)圖,2分析方法對圖象的分析，應(yīng)做到“四明確一理解”：(1)明確圖象所描述的物理意義；明確各種“”、“”的含義；明確斜率的含義；明確圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系(2)理解三個相似關(guān)系及其各自的物理意義：,(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律等規(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)畫圖象或判斷圖象,4電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個常見解法(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(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)，排除錯誤的選項(xiàng),例2如圖3甲所示，矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?，磁感?yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，若規(guī)定順時針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，下列各圖中正確的是(),圖3,答案D,例3如圖4所示，一個由導(dǎo)體做成的矩形線圈，以恒定速率v運(yùn)動，從無場區(qū)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場寬度大于矩形線圈的寬度da，然后出來，若取逆時針方向的電流為正方向，那么下列選項(xiàng)圖中的哪一個圖能正確地表示回路中的電流與時間的變化關(guān)系(),圖4,解析根據(jù)楞次定律，線圈進(jìn)入磁場的過程，穿過線圈向里的磁通量增加，產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，因?yàn)樗俣群愣?，所以電流恒定，故A、D錯誤；離開磁場時，穿過線圈向里的磁通量減少，所以產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，B錯誤，故選C.答案C,電磁感應(yīng)中的電路問題1如圖5所示，是兩個互連的金屬圓環(huán)，小金屬圓環(huán)的電阻是大金屬圓環(huán)電阻的二分之一，磁場垂直穿過大金屬圓環(huán)所在區(qū)域當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化時，在大金屬圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，則a、b兩點(diǎn)間的電勢差為(),圖5,2粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場中，磁場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不同方向平移出磁場，如圖所示，則在移出過程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢差絕對值最大的是(),答案B,電磁感應(yīng)中的圖象問題3如圖6所示，在x0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直于xOy平面(紙面)向里具有一定電阻的矩形線框abcd位于xOy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合令線框從t0的時刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動，則線框中的感應(yīng)電流I(取逆時針方向的電流為正)隨時間t的變化圖線正確的是(),圖6,解析因?yàn)閷?dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動，所以感應(yīng)電動勢為EBlvBlat，因此感應(yīng)電流大小與時間成正比，方向?yàn)轫槙r針答案D,4一矩形線圈位于一隨時間t變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面(紙面)向里，如圖7甲所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間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，以圖甲中線圈上箭頭所示方向的電流為正(即順時針方向?yàn)檎较?，則以下的It圖中正確的是(),圖7,答案C,