高中物理-9.3电磁感应规律的综合应用基础课件VIP专享VIP免费

考点1电磁感应中的电路问题电磁感应规律的综合应用1.对电磁感应现象中的感应电动势及电源有理解(1)判断感应电流和电动势的方向，都是利用“相当于电源”的部分根据右手定则或楞次定律判定的。实际头号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。电磁感应中的电路问题中电源是由于导体切割磁感线产生的，大小为E=BLv，其大小可能变化，其运动情况可根据受力情况判断，而恒定电流的电路问题中电源电动势认为是不变的。2.解决电磁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：感应电流方向是电源内部电流的方向。(2)根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路。(3)根据E=BLv或E=n(/t)结合闭合电路欧姆定律，串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解。电磁感应现象中的电路问题【例1】如图甲所示，截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中，磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。设垂直纸面向里为B的正方向，线圈A上的箭头为感应电流I的正方向，R1=4，R2=6，C=30F，线圈内阻不计。求电容器充电时的电压和2s后电容器放电的电荷量。【解析】由题意可知圆形线圈A上产生的感应电动势E=n(B/t)S=100×0.02×0.2V=0.4V，电路中的电流I=E/(R1+R2)=0.4V/(4+6)=0.04A。电容器充电时的电压UC=IR2=0.04A×6=0.24V，2s后电容器放电的电荷量Q=CUC=30×10-6F×0.24V=7.2×10-6C。此题是法拉第电磁感应定律与电路问题相结合的题目，又借助图象提供一定条件来求电容器的电压和电量，是一道综合性较强的题目，但只要你对每一部分的知识熟悉，并能够灵活运用知识体系，也是不难做的。如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，竖直向下穿过水平放置的矩形线框MNQP，MN=PQ=2m，MP=NQ=1m，ab是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻R0=0.1/m，不计摩擦。ab杆从MP处开始以v=5m/s的速度向右匀速滑动。(1)关于ab杆两端的电势差的讨论：某同学认为：ab杆两端的电势差Uab就是路端电压，ab杆匀速切割磁感线时，感应电动势大小恒定，且内电阻r大小不变。当ab杆滑至线框正中间时，外电路电阻最大，此时，Uab有最大值，也即Uab的值是先变大后变小。你认为该同学的判断是否正确？若他判断错误，你重新分析，并确定Uab的大小。若他的判断正确，请算出Uab的最大值。(2)关于线框MNQP的电功率P的讨论：某同学认为：既然ab杆滑至线框正中间时，路端电压最大，此时线框MNQP的电功率P也最大，所以P的值是先变大后变小。你认为该同学的判断是否正确？请作出评价，并说明理由。(不需要定量计算)【答案】(1)正确Uab最大值2.4V(2)错误。线框MNQP的电功率P就是电源输出功率，当R=r时，P最大，而ab杆在正中间位置的两侧某处，均有R=r。所以，线框MNQP的电功率P先变大、后变小、再变大、再变小。考点2电磁感应现象中的图象问题1.解决图象问题的基本方法和步骤(1)明确图象的种类，是B-t图还是-t图，或者E-t图、I-t图象。(2)分析电磁感应的具体过程。(3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律列出函数方程。(4)根据函数方程，进行数学分析，如斜率及其变化、两轴的截距等。(5)画图象或判断图象。2.解决图象问题的注意事项对图象的认识，应从以下几方面注意：(1)明确图象所描述的物理意义；(2)必须明确各种“+”“-”的含义；(3)必须明确斜率的含义；(4)必须建立图象和电磁感应过程之间的对应关系；(5)注意理解：三个相似关系及其各自的物理意义：v-v-(v/t)，B-B-(B/t)，--(/t)v/t、B/t、/t分别反映了v、B、变化的快慢。【例2】半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静...