2018-2019學年高中物理 第一章 電磁感應 習題課（二）法拉第電磁感應定律、法拉第電磁感應定律、課件 教科版選修3-2.ppt

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1、習題課(二)：法拉第電磁感應定律、 楞次定律的綜合應用,第一章 電磁感應,學習目標,典例精析,達標檢測,1.掌握電磁感應現(xiàn)象中電路問題的分析方法和解題基本思路. 2.綜合應用楞次定律和法拉第電磁感應定律解決電磁感應中的圖像問題.,例1 如圖1所示，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強度為B的勻強磁場中，一長度為2a，電阻等于R，粗細均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好接觸，當金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心時，求：,,典例精析,一、電磁感應中的電路問題,圖1,(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；,,解析答案,解析 等

2、效電路如圖所示 運動至環(huán)心時，電路外電阻,由閉合電路歐姆定律得電流大小,(2)電路中消耗的熱功率.,,解析答案,方法總結,方法總結,,1.解決與電路相聯(lián)系的電磁感應問題的基本方法是： (1)明確哪部分導體或電路產(chǎn)生感應電動勢，該導體或電路就是電源，其他部分是外電路. (2)用法拉第電磁感應定律確定感應電動勢的大小，用楞次定律確定感應電動勢的方向. (3)畫等效電路圖.分清內(nèi)外電路，畫出等效電路圖是解決此類問題的關鍵. (4)利用閉合電路的歐姆定律、并聯(lián)知識及電功率的公式等進行有關計算.,,方法總結,,2.與上述問題相關的幾個公式,電源的內(nèi)電壓：Ur＝Ir. 電源的路端電壓：UR＝IR＝E－Ir

3、.,,,解析答案,圖2,解析 粗環(huán)相當于電源，細環(huán)相當于負載，則有,例2 在豎直方向的磁場中，水平放置一圓形導體環(huán).規(guī)定導體環(huán)中電流的正方向如圖3甲所示，磁場向上為正.當磁感應強度B隨時間t按圖乙變化時，下列能正確表示導體環(huán)中感應電流變化情況的是 ( ),二、電磁感應中的圖像問題,圖3,,解析答案,,例3 如圖4所示，一底邊為L，底邊上的高也為L的等腰三角形導體線框以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過長為2L、寬為L的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里.t＝0時刻，三角形導體線框的底邊剛進入磁場，取沿逆時針方向的感應電流為正，則在三角形導體線框穿過磁場區(qū)域的過程中，感應電流I隨時間t變化的

4、圖像可能是( ),圖4,,答案,技巧點撥,答案 A,返回,技巧點撥,,解決圖像問題的一般步驟： (1)明確圖像的種類，是B－t圖像還是Φ－t圖像，或者是E－t圖像、I－t圖像等. (2)分析電磁感應的具體過程. (3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)P系. (4)結合法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運動定律等規(guī)律寫出函數(shù)關系式. (5)根據(jù)函數(shù)關系式，進行數(shù)學分析，如分析斜率的變化、截距等. (6)畫圖像或判斷圖像. 特別注意：各種“＋”、“－”號的含義.,,返回,,達標檢測,1.用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長為0.2 m，正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強磁場中，如圖5所示，當磁

5、場以10 T/s的變化率增強時，線框中a、b兩點間的電勢差是 ( ),,1,2,3,4,圖5,解析答案,A.Uab＝0.1 V B.Uab＝－0.1 V C.Uab＝0.2 V D.Uab＝－0.2 V,2.如圖6所示，兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離 為L，磁場方向垂直紙面向里，abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈， ad與bc間的距離也為L，t＝0時刻bc邊與磁場區(qū)域邊界重合.現(xiàn)令 線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū) 域，取沿abcda方向為感應電流正方向，則在線圈穿越磁場區(qū)域 的過程中，感應電流I隨時間t變化的圖線可能是 ( ),1,2,3,4,圖6,,解析答案,

6、1,2,3,4,解析 由于bc進入磁場時，根據(jù)右手定則判斷出其感應電流的方向是沿adcba的方向，其方向與電流的正方向相反，故是負的，所以A、C錯誤； 當逐漸向右移動時，切割磁感線的條數(shù)在增加，故感應電流在增大；當bc邊穿出磁場區(qū)域時，線圈中的感應電流方向變?yōu)閍bcda，是正方向，故其圖像在時間軸的上方，所以B正確，D錯誤. 答案 B,1,2,3,4,3.(多選)如圖7甲所示，一個閉合線圈固定在垂直紙面的勻強磁場中，設磁場方向向里為磁感應強度B的正方向，線圈中的箭頭所示方向為電流I的正方向.線圈及線圈中感應電流I隨時間變化的圖線如圖乙所示，則磁感應強度B隨時間變化的圖線可能是 ( ),1,2,

7、3,4,圖7,答案 CD,,答案,1,2,3,4,4.如圖8所示，在磁感應強度B＝2 T的勻強磁場中，有一個半徑r＝0.5 m的金屬圓環(huán).圓環(huán)所在的平面與磁感線垂直，OA是一個金屬棒，它沿著順時針方向以20 rad/s的角速度繞圓心O勻速轉(zhuǎn)動.A端始 終與圓環(huán)相接觸，OA棒的電阻R＝0.1 Ω，圖中定值電 阻R1＝100 Ω，R2＝4.9 Ω，電容器的電容C＝100 pF.圓 環(huán)和連接導線的電阻忽略不計，則：,1,2,3,4,圖8,(1)電容器的帶電荷量是多少？,1,2,3,,解析答案,4,解析 等效電路如圖所示,導體棒OA產(chǎn)生的感應電動勢為：,則q＝CUC＝CIR2＝4.910－10 C. 答案 4.910－10 C,1,2,3,,解析答案,4,解析 電路中消耗的電功率P消＝I2(R＋R2)＝5 W，或P消＝IE＝5 W. 答案 5 W,返回,(2)電路中消耗的電功率是多少？,