電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題

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　提煉命題源,一、電磁感應(yīng)與電路1．對電源的理解：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(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

2、路中，電流則從________處流向________處．1.電源　2.高電勢　低電勢　低電勢　高電勢,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Φ、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I，隨時間t變化的圖象，即B－t圖象、Φ－t圖象、E－t圖象和I－t圖象．(2)對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨位移x變化的圖象，即E－x圖象和I－x的圖象．2．問題類型(1)由給定的電

3、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一邊a、b兩點間的電勢差絕對值最大的是(　　),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方

4、向垂直線圈平面向里的磁場中，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i－t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，它的底邊在x軸上且長為2L，高為L.紙面內(nèi)一邊長為L的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，在t＝0時刻恰好位于圖中所示的位置．以順時針方向為導(dǎo)線框

5、中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流—位移(I－x)關(guān)系的是(　　),,,解析：線框勻速穿過磁場的過程中，有效長度l均勻增加，由E＝Blv知，電動勢隨位移均勻變大，x＝L處電動勢最大，電流I最大；從x＝L至x＝1.5L過程中，線框兩邊都切割磁感線，總電動勢減小，電流減?。粡膞＝1.5L至x＝2L，左邊框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大于右邊框，故電流反向且增大；x＝2L到x＝3L過程中，只有左邊框切割磁感線，有效長度l減小，電流減

6、?。C上所述，只有C項符合題意．,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)別電動勢與路端電壓．2．在閉合電路中，通過電源的電流由低電勢流向高電勢，在外電路中，電流由高電勢流向低電勢．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，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　練透經(jīng)典題,1．對電磁感應(yīng)中電源的理解(1)電源的正、負(fù)極可用右手定則或楞次定律判定，要特別注意在內(nèi)電路中

7、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E＝Blv，其大小可能變化，變化情況可根據(jù)其運(yùn)動情況判斷；而后者的電源電動勢在電路分析中認(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，而不等于電動勢(除非切割磁感線的導(dǎo)體或線圈電阻為零)．,考點一　電磁感應(yīng)與電路,[試題調(diào)研],,[答案]　AC

8、,,名師歸納點題破疑,1－1.如圖甲所示，面積為0.1 m2的10匝線圈EFG處在某磁場中，t＝0時，磁場方向垂直于線圈平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的規(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R＝4 Ω，電容C＝10 μF，線圈EFG的電阻為1 Ω，其余部分電阻不計．則當(dāng)開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后，在t＝0.1 s至t＝0.2 s這段時間內(nèi)(　　),[類題練熟],,A．電容器所帶的電荷量為8×10－5 CB．通

9、過R的電流是2.5 A，方向從b到aC．通過R的電流是2 A，方向從b到aD．R消耗的電功率是0.16 W,,,1．圖象問題的求解類型,考點二　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Φ －t圖象，或者是E －t圖象、I－t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；

10、(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方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場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區(qū)域的下邊在一條直線上．若取順時針電流方向為感應(yīng)電流的正方向，從金屬框左邊剛進(jìn)入磁場開始計時，則金屬框穿過磁場過程中的感應(yīng)電流隨時間變化的圖象是下列選項中的(　　),[試題調(diào)研

11、],,,,[解析]　當(dāng)金屬框未全部進(jìn)入磁場前，切割磁感線的有效長度為AB，如圖甲所示，所以隨著金屬框進(jìn)入磁場，AB長度均勻增大，根據(jù)E＝Blv，感應(yīng)電動勢均勻增大，感應(yīng)電流均勻增大，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流方向為逆時針方向；當(dāng)線框出磁場時，切割磁感線的有效長度為CD，如圖乙所示，隨著線框磁場， CD均勻減小，感應(yīng)電流均勻減小，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流方向為順時針方向，選項C正確．[答案]　C,,電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個常見解法

12、(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．沒有表示方向的正負(fù)時，優(yōu)先判斷方向有時會產(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物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象作出分析和判斷，這未必是最簡捷的方法，但卻是最有效的方法．,名師歸納點題破疑,2－1.(多選)如圖甲所示，正六邊形導(dǎo)線框abcdef放在勻強(qiáng)磁場中

13、靜止不動，磁場方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示．t＝0時刻，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)電流以順時針方向為正、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隨時間t變化的圖象正確的是(　　),[類題練熟],,解析：0～2 s時間內(nèi)，負(fù)方向的磁場在減弱，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時間內(nèi)，電流仍是正方向，且大小不變，此過程cd

14、邊所受安培力向左且增大.3 ～6 s時間內(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)電動勢或感應(yīng)電流的大小的討論時，最好不要憑感覺判斷，一定要列出函數(shù)表達(dá)式，根據(jù)對感應(yīng)電動勢和感應(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,[針對訓(xùn)練]　邊長為a的閉合金屬正三角形框架，左邊豎直且磁場右邊界平行，