《名师导学第一轮总复习课件 第九章 电磁感应（选修3-2）9.3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《名师导学第一轮总复习课件 第九章 电磁感应（选修3-2）9.3（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 3节 电磁感应规律的综合应用 (一 ) 1 电源与外电路 切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈相当于 ， 其电阻相当于电源 ， 其余部分是外电路 2 常用参量的求解 电源 内阻 ( 1 ) 根据法拉第电磁感应定律：电动势 E 或 _ _ _ _ . ( 2 ) 根据闭合电路的欧姆定律：路端电压 U _ _ _ _ ，干路电流 I . E E n t r 一 、 电磁感应的电路问题 ( 3 ) 通过电路中导体横截面的电量 q n R . 二、 电磁感应的图象问题 图象 类型 (1)磁感应强度 B、磁通量 、感应电动势 随 变化的图象，即 B E I (2)对于切割磁感线产生感应电动势和
2、感应电流的情况，还常涉及感应电动势 随 变化的图象，即 E 问题 类型 (1)由给定的 过程判断或画出正确的图象 (2)由给定的有关图象分析 过程，求解相应的物理量 (3)利用给出的图象判断或画出新的图象 应用 知识 左手定则、安培定则、右手定则、 、 、欧姆定律、牛顿定律、函数图象等知识 时间 t 位移 x 电磁感应 电磁感应 楞次定律 法拉第电磁感应定律 例 1 如图所示半径为 内有匀强磁场 ， 磁感应强度为 B ， 磁场方向垂直纸面向里 ， 半 径为 放置 ， 磁场与环面垂直 ， 其中 a 0.4 m， b 0.6 m，金属环上分别接有灯 两灯的电阻均为 R 20 ， 一金属棒 棒的电阻
3、为 R 10 ， 环的电阻忽略不计 那么： 题型一：电磁感应与电路的综合问题 ( 1 ) 若棒以 v 0 5 m / s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径 的瞬时 的电动势和流过灯 L 1 的电流 ( 2 ) 撤去中间的金属棒 若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为 B t 4 T / s ，求灯 L 1 的功率 【 思路点拨 】 明确电源的电动势和内阻 明确电路的结构，画出等效电路图 应用电路的规律求解 【 解析 】 (1)棒滑过圆环直径 瞬时， 1 5 V ， 等效电路如图甲所示，由闭 合电路欧姆定律可知回路总 电流为 I R 0 . 820A 0 . 0 4 A 流过灯 10 .
4、 0 2 A . ( 2 ) 撤去中间的金属棒 圆环中产生感应电动势，相当于电源，灯 效电路如图乙所示，感应电动势为 t B t 2 V ， 由闭合电路欧姆定律可知回路电流为 I 240A 0 . 0 5 A 则灯 1 5 10 2W . 【 答案 】 (1) (2) 5 10 2 W 【 方法与知识感悟 】 对电磁感应电路问题的理解 1 对电源的理解 电源是将其它形式的能转化为电能的装置 在电磁感应现象里 ， 通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变化而将其它形式的能转化为电能 2 对电路的理解 内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈 ， 外电路由电阻 、 电容等电学元件组成 3 解决电磁
5、感应电路问题的基本步骤 ( 1 ) 用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向，感应电流的方向是电源内部电流的方向 ( 2 ) 根据 “ 等效电源 ” 和电路中其它各元件的连接方式画出等效电路图，注意区别内外电路，区别路端电压和电动势 ( 3 ) 根据 E BL v 或 E 并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解 例 2 矩形导线框 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纸面向里 ， 磁感应强度 若规定顺时针方向为感应电流 下列各图中正确的是 ( ) 题型二：由给定的有关图象 (B 分析电磁感应过程问题 【 思路点拨 】 弄清 B 法拉第电磁
6、感应定律和欧姆定律分析电流大小如何变化，由楞次定律确定电流的方向 【 解析 】 0 1 垂直纸面向里均匀增大 ， 则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流 ， 方向为逆时针方向 ， 排除 A、 2s 3 同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向 ，排除 【 答案 】 D 【 方法与知识感悟 】 1. 解决图象问题的一般步骤 (1)明确图象的种类 ， 即是 B 或者E I (2)分析电磁感应的具体过程 (3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系 (4)结合法拉第电磁感应定律 、 欧姆定律 、 牛顿定律等规律写出函数关系式 (5)根据函数关系式 ， 进行数学分析 ， 如分析
7、斜率的变化 、 截距等 2 此类题的特点及解题关键 此类题的特点是已知 B t 图或 t 图，来分析线框中的电动势、电流或线框所受安培力的变化情况解题的关键是：弄清图像中的斜率、拐点、截距的物理意义，结合楞次定律、法拉第电磁感应定律 E 流的大小以及安培力大小变化 3 解这类题最常用的方法是排除法：先由楞次定律或右手定则确定电磁感应过程中的电流方向排除错误选项，再由法拉第电磁感应定律确定某过程中电动势大小变化情况排除错误选项 题型三：由给定的电磁感应过程 (切割磁感线运动 )选出或画出正确的图象 例 3 (2012重庆 )如图所示，正方形区 域 场，在外力作用下，一正方形闭合刚 性导线框沿 t
8、 0时 刻，其四个顶点 M、 N、 P、 Q恰好在磁场边界中点，下列图象中能反映线框所受安培力 ) 【解析】 如图所示，当 M N 从初始位置运动到 置的过程中，切割磁感线的有效长度随时间变化关系为： L ( L 2 v t ) 2 v t ， 生的电流 线框所受安培力 2（ 2 v t ）2 以 t 的二次函数图象，是开口向上的抛物线当 Q P 由 置运动到 M N 位置的过程中，切割磁感线的有效长度不变，电流恒定 当 Q P 由 M N 位置运动到 置的过程中，切割磁感线的有效长度 L 2 v t ，产生的电流 线框所受的安培力为 2（ L 2 v t ）2以也是一条开口向上的抛物线，所以
9、应选 B. 【 答案 】 B 【 方法与知识感悟 】 此类题主要考查导体棒切割磁感线产生的感应电动势 E 解题的关键在于正确的确定导体棒切割磁感线的有效长度的变化 命题主要有以下三个特点： (1)线框的形状导致有效长度变化； (2)磁场的边界不规则导致有效长度变化； (3)线框的速度变化导致电动势变化 1用相同导线绕制的边长为 a、 b、 c、 d，以相同的水平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、a、 ) B A 线圈全部进入 磁场时，穿过线圈的磁通量不变， 无感应电流， 为线圈全部 在磁场中运动时，有一个在重力作 用下向下加速运动的过程要回到 初速度为 定有一
10、个向下减速运动的过程， 圈可以匀速进入磁场，接着在磁场中加速，下边离开磁场时减速，最后上边离开磁场时速度为 下边进入到上边离开磁场，由能量守恒 Q d)， *2 如图甲所示 ， 光滑导体框架 质量为 且正好卡在垂直于轨道平面的四枚光滑小钉之间 回路总电阻为 R，整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中 ， 磁场的磁感强度 规定磁感强度方向向上为正 )， 则在 0 关于回路内的感应电流 N， 的说法正确的是( ) A B C D 解析 】 图象的斜率没发生变化，因此 感强度在大小均匀变化，则杆受的安培力大小变化， 3匀强磁场中有一长方形导线框，分别以相同的角速度绕图 A、 B、 C、 B、 (
11、) A A B D D 【解析】 I A 、 B 、 C 、 D 中 R 相同， E A 22 E B 0 ， E C 22 SB si n ， E D 22 A 对 *方向竖直向下、磁 感应强度为 水 平面固定一个 已知 A ，导体棒 从 垂直 导体棒和框架始终构成等腰三角形回路已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为 R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好关于回路中的电流 随时间 ) 【解析】 t 时刻有效切割长度 L 2 v t t a 电动势 E B v 2 v t t a R 总 R (2 v tc o 2 v t t a 电流 I B v si 1 s i A 对， B 错 而 P ， P t ， D 对， C 错 5 如图
