2019-2020年高中物理 模塊要點回眸 第9點 電磁感應中的電路問題 教科版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 模塊要點回眸 第9點 電磁感應中的電路問題 教科版選修3-2 1．對電源的理解 在電磁感應現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體就是電源．如：切割磁感線的導體棒、內(nèi)有磁通量變化的線圈等．這種電源將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能． 判斷感應電流和感應電動勢的方向，都是利用“相當于電源”的部分根據(jù)右手定則或楞次定律判定的．實際問題中應注意外電路電流由高電勢流向低電勢，而內(nèi)電路則相反． 2．對電路的理解 內(nèi)電路是切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電阻、電容等電學元件組成． 在閉合電路中，“相當于電源”的導體兩端的電壓與真實的電源兩端的電壓一樣，等于路端電壓，而不等于感應電動勢． 3．解決電磁感應中的電路問題三步曲 (1)確定電源．切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應電動勢，該導體或回路就相當于電源，利用E＝n或E＝BLv求感應電動勢的大小，利用右手定則或楞次定律判斷感應電流的方向． (2)分析電路結(jié)構(gòu)(內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)關系)，畫出等效電路圖． (3)利用電路規(guī)律求解．主要應用歐姆定律及串、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解． 對點例題　固定在勻強磁場中的正方形導線框abcd的邊長為L，其中ab是一段電阻為R的均勻電阻絲，其余三邊均為電阻可以忽略的銅線．磁場的磁感應強度為B，方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一段與ab完全相同的電阻絲PQ架在導線框上(如圖1所示)，以恒定的速度v從ad滑向bc，當PQ滑過的距離時，通過aP段電阻絲的電流強度是多大？方向如何？ 圖1 解題指導　PQ在磁場中做切割磁感線運動產(chǎn)生感應電動勢，由于是回路，故電路中有感應電流，可將電阻絲PQ視為有內(nèi)阻的電源，電阻絲aP與bP并聯(lián)，且RaP＝R、RbP＝R，于是可畫出如圖所示的電路圖． 電源電動勢為E＝BLv，外電阻為 R外＝＝R. 總電阻為R總＝R外＋r＝R＋R，即R總＝R.電路中的電流為 I＝＝. 通過aP段的電流為IaP＝I＝，方向由P→a. 答案　　由P→a 方法提煉　產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于電源，注意電源內(nèi)部電流的方向由低電勢指向高電勢．畫出等效電路圖是解決此類問題的關鍵，然后利用閉合電路的相關知識進行求解． 　用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框電阻為r、邊長為0.2 m，正方形線框的一半放在垂直紙面向里的勻強磁場中，如圖2所示．當磁場以10 T/s的變化率增強時，線框中a、b兩點間的電勢差是 (　　) 圖2 A．Uab＝0.1 V B．Uab＝－0.1 V C．Uab＝0.2 V D．Uab＝－0.2 V 答案　B 解析　題中正方形線框的左半部分磁通量變化而產(chǎn)生感應電動勢，從而在線框中產(chǎn)生感應電流．把左半部分線框看成電源，其電動勢為E，內(nèi)阻為，畫出等效電路圖如圖所示，則a、b兩點間的電勢差即為電源的路端電壓． 依題意知＝10 T/s.由E＝得，E＝＝10 V＝0.2 V，U＝I＝＝0.1 V．由于a點電勢低于b點電勢，故Uab＝－0.1 V，故B選項正確．