江苏省东海县石榴高级中学高三物理一轮复习-电路问题课件VIP专享VIP免费

第四单元电磁感应综合问题一、电磁感应与电路规律的综合一、电磁感应与电路规律的综合•问题的处理思路•1、确定电源:产生感应感应电动势的那部分导体或电路就相当于电源，它的感受应电动势就是此电源的电动势，它的电阻就是此电源的内电阻。根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，利用楞次定律确定其正负极.•2、分析电路结构,画等效电路图.•3、利用电路规律求解,主要有欧姆定律，串并联规律等.1、如图所示，PQNM是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形导体框，水平放置，金属棒ab与PQ、MN垂直，并接触良好。整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.4T。已知ab长l=0.5m，电阻R1=2Ω，R2＝4Ω，其余电阻均忽略不计，若使ab以v=5m/s的速度向右匀速运动，R1上消耗的电热功率为多少W。（不计摩擦）解：E=Blv=0.4×0.5×5V=1VR并=4/3ΩI总=3/4AI1=0.5AP1=I12R1=1/4×2W=0.5WaQNMPbvR2R1例与练2、固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各边长l，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，现有一与ab段所用材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示，以恒定速度v从ad滑向bc，当PQ滑过l/3的距离时，通时aP段电阻丝的电流是多大?方向如何?vabcdPQ解：PQ滑动时产生感应电动势：E=Blv画出等效电路如图示：R外=2R/9r=RR/3R2R/3EabcdPQI总=E/（R外+r）=9Blv/11RIaP=2I总/3=6Blv／11R电流方向由P→a例与练•3、半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R=2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计•（1）若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。•（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90º，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt=4/π（T/s），求L1的功率。例与练•解析：（1）棒滑过圆环直径OO`的瞬时,MN中的电动势•E1=B2av=0.2×0.8×5=0.8V①•等效电路如图（1）所示,流过灯L1的电流•I1=E1/R=0.8/2=0.4A②•（2）撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O`以OO`为轴向上翻转90º,半圆环OL1O`中产生感应电动势,相当于电源,灯L2为外电路,等效电路如图（2）所示,感应电动势•E2=ΔФ/Δt=0.5×πa2×ΔB/Δt=0.32V③•L1的功率P1=E22/4R=1.28×102W图（1）图（2）例与练•4、用同样材料和规格的导线做成的圆环a和b,它们的半径之比ra:rb＝2:1,连接两圆环部分的两根直导线的电阻不计且靠的很近,均匀变化的磁场具有理想的边界（边界宽于圆环直径）如图所示,磁感应强度以恒定的变化率变化.那么当a环置于磁场中与b环置于磁场中两种情况下,直导线中上下A、B两点电势差之比U1/U2为.BABA例与练A逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大5、如图所示：abcd是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，另一种材料制成的导体棒MN有电阻，可与保持良好接触并做无摩擦滑动，线框处在垂直纸面向里的匀强磁场B中，当导体棒MN在外力作用下从导线框的左端开始做切割磁感应线的匀速运动，一直滑到右端的过程中，导线框上消耗的电功率的变化情况可能为：（）bv0BcMNadORP出PmrBCD例与练6、（04年春季理综）如图，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为l/2。磁场的磁感强度为B，方向垂直于纸面向里。现有一段长度为l/2、电阻为R/2的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿ac方向以恒定速度v向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触。当MN滑过的距离为l/3时，导线ac中的电流是多大？方向如何？BMNacbv例与练解:MN滑过的距离为l/3时，它与bc的接触点为P，如图a示：由几何关系可知MP长度为l/3，电阻r=R/3BMNacbvP图aMP中的感应电动势为E=Blv/3等效电路如图b示：ErR/32R/3cMPab图bMacP和MbP两电路的并联电阻为r并=2R/9由欧姆定律，PM中的电流5R9...