电磁感应中的电路和图象
2021版高三物理一轮复习课件选修3-2第十章电磁感应专题1电磁感应中的电路和图象问题
条的电阻和 LED 灯的电阻等措电磁感应中的图象问题
1.解题关键 弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出 磁场的转折点等是解决此类问题的关键。
图2
A.ABFE 回路的电流方向为逆时针，ABCD 回路的电流方向为顺时针 B.左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率相同，故电路中的感应电动势 大小为 2BLv C.当滑动变阻器接入电路中的阻值 R1＝R 时，导体棒两端的电压为23BLv D.当滑动变阻器接入电路中的阻值 R1＝R2 时，滑动变阻器有最大电功率且为 B2L2v2
8R
解析 根据楞次定律可知，A 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动
势 E＝BLv，故 B 错误；R1＝R 时，外电路总电阻 R 外＝R2，故导体棒两端的电
压即路端电压应等于13BLv，故 C 错误；该电路电动势 E＝BLv，电源内阻为 R， 求解滑动变阻器的最大电功率时，可以将导体棒和电阻 R 看成新的等效电源，
由闭合电路欧姆定律得E＝UMN＋Ir 由平衡条件得mgsin 53°＝μmgcos 53°＋ILB 联立解得E＝2 V,BL＝10 T·m,v＝0.2 m/s 重力做功的功率PG＝mgsin 53°·v＝0.64 W。 答案 (1)1.6 V (2)0.64 W
1.(多选)如图2所示,光滑的金属框CDEF水平放置,宽为L,在E、F间连接一阻值为R 的定值电阻,在C、D间连接一滑动变阻器R1(0≤R1≤2R)。框内存在着竖直向下 的匀强磁场。一长为L,电阻为R的导体棒AB在外力作用下以速度v匀速向右运动, 金属框电阻不计,导体棒与金属框接触良好且始终垂直,下列说法正确的是( )
电磁感应中的电路及图象问题 课件
导体棒在匀强磁场运动过程中的变与不变 (1)外电阻的变与不变 若外电路由无阻导线和定值电阻构成，导体棒运动过程中外电阻不变，若外电 路由考虑电阻的导线组成，导体棒运动过程中外电阻改变． (2)内电阻与电动势的变与不变 切割磁感线的有效长度不变，则内电阻与电动势均不变．反之，发生变化．处 理电磁感应过程中的电路问题时，需特别关注电动势及内、外电阻是否变化．
如图 1 所示，MN、PQ 为光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)，MN、
PQ 相距 L＝50 cm，导体棒 AB 在两轨道间的电阻为 r＝1 Ω，且可以在 MN、
PQ 上滑动，定值电阻 R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，整个装置放在磁感应强度为 B＝1.0 T
的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用外力 F 拉着 AB 棒向右以
图3
【解析】 0～1 s 内，磁感应强度 B 均匀增大，由法拉第电磁感应定律可知， 产生的感应电动势 E＝ΔΔΦt 恒定，电流 i＝ER恒定；由楞次定律可知，电流方向为 逆时针方向，即负方向，在 i-t 图象上，是一段平行于 t 轴的直线，且方向为负， 可见，A、C 错误；在 1～2 s 内 B、D 中电流情况相同，在 2～3 s 内，反向的 磁感应强度均匀增大，由法拉第电磁感应定律知，产生的感应电动势 E＝ΔΔΦt 恒 定，电流 i＝ER恒定，由楞次定律知，电流方向为顺时针方向，即正方向，在 i-t 图象上，是一段平行于 t 轴的直线，且方向为正，只有 D 符合，选 D. 【答案】 D
高考物理专题75电磁感应中的电路和图象问题练习(含解析)
专题75 电磁感应中的电路和图象问题1．时，注意电磁感应发生分为几个过程，和图象的变化是否对应，优先使用排除法．1.(2020·新疆克拉玛依市四模)如图1所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO ′与磁场边界重合．线圈按图示方向匀速转动．若从图示位置开始计时，并规定电流a →b →c →d →a 为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是( )图1答案 A解析 题图所示时刻，由楞次定律判断出线圈中感应电流方向为：a →d →c →b →a ，为负方向．线圈中产生的感应电动势表达式为e ＝E m sin ωt ＝BSωsin ωt ，S 是线圈面积的一半，则感应电流的表达式为i ＝－e R ＝－BSωR sin ωt ＝－I m sin ωt ，其中I m ＝BSωR.故线圈中感应电流按正弦规律变化，根据数学知识得知A 正确，B 、C 、D 错误．2.如图2所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一个三角形闭合导线框，由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)．取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t ＝0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是( )图2答案 A解析 线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流i 应为正方向，故B 、C 错误；线框进入磁场的过程，线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由E ＝BLv ，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全在磁场的过程，磁通量不变，没有感应电流产生．线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流i 应为负方向；线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由E ＝BLv ，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故A 正确，D 错误．3.(2020·安徽江淮十校联考)如图3所示，在磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动．金属导轨间距为L 且电阻不计，金属杆的电阻为2R 、长度为L ，ab 间有一电阻，阻值为R ，MN 两点间电势差为U ，则通过电阻R 的电流方向及U 的大小( )图3A ．a →b ，BLvB ．a →b ，BLv 3C ．a →b ，2BLv 3D ．b →a ，2BLv 3答案 B解析 由右手定则判断可知，MN 中产生的感应电流方向为N →M ，则通过电阻R 的电流方向为a →b ，MN 产生的感应电动势为E ＝BLv ，电阻两端的电压为U ＝E R ＋2R ·R ＝BLv 3，B 正确，A 、C 、D 错误．4.(多选)如图4所示，均匀金属圆环总电阻为4R ，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直地穿过圆环．金属杆OM 的长为L ，电阻为R ，M 端与环紧密接触，金属杆OM 绕过圆心的转轴O 以恒定的角速度ω顺时针转动．阻值为R 的电阻一端用导线和环上的A 点连接，另一端和金属杆的转轴O 处的端点相连接．下列结论正确的是( )图4A ．金属杆OM 旋转产生的感应电动势恒为BL 2ω2B ．通过电阻R 的电流最小值为BL 2ω8R，方向从下到上 C ．通过电阻R 的电流最大值为BL 2ω4R，且R 的上端比下端电势高 D ．OM 两点之间的电势差绝对值的最大值为BL 2ω3 答案 AD解析 金属杆在磁场中做匀速圆周运动，产生的感应电动势E ＝BωL 22，选项A 正确；当金属杆M 端转到圆环上A 点正上方时，接入电路中的总电阻最大R 总＝3R ，由闭合电路欧姆定律得电流的最小值为I 小＝E R 总＝BωL 26R，电流方向自下而上，选项B 错误；当金属杆M 端转到A 点时，接入电路中的总电阻最小R 总′＝2R ，由闭合电路欧姆定律得电流的最大值为I 大＝ER 总′＝BωL 24R，流过电阻R 的电流方向自下而上，电阻R 下端电势高于上端，选项C 错误；OM 两点之间的电势差绝对值的最大值为U ＝E －I 小R ＝BωL 23，选项D 正确．5.(多选)(2019·全国卷Ⅱ·21)如图5，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计．虚线ab 、cd 均与导轨垂直，在ab 与cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场．将两根相同的导体棒PQ 、MN 先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好．已知PQ 进入磁场时加速度恰好为零．从PQ 进入磁场开始计时，到MN 离开磁场区域为止，流过PQ 的电流随时间变化的图象可能正确的是( )图5答案 AD解析 根据题述，PQ 进入磁场时加速度恰好为零，两导体棒从同一位置释放，则两导体棒进入磁场时的速度相同，产生的感应电动势大小相等，若释放两导体棒的时间间隔足够长，在PQ 通过磁场区域一段时间后MN 进入磁场区域，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知流过PQ 的电流随时间变化的图象可能是A ；若释放两导体棒的时间间隔较短，在PQ 没有出磁场区域时MN 就进入磁场区域，则两棒在磁场区域中运动时回路中磁通量不变，两棒不受安培力作用，二者在磁场中做加速运动，PQ 出磁场后，MN 切割磁感线产生感应电动势和感应电流，且感应电流一定大于I 1，受到安培力作用，由于安培力大小与速度成正比，则MN 所受的安培力一定大于MN 的重力沿导轨平面方向的分力，所以MN 一定做减速运动，回路中感应电流减小，流过PQ 的电流随时间变化的图象可能是D.6.(2020·山东临沂市蒙阴实验中学期末)如图6所示，一闭合直角三角形线框以速度v 匀速穿过匀强磁场区域．从BC 边进入磁场区域开始计时，到A 点离开磁场区域的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是图中的( )图6答案 A解析 在线框进入磁场的过程中，穿过线框的磁通量增多，根据楞次定律及安培定则可知，线框中产生逆时针方向的电流，由于切割磁感线的有效长度逐渐减小，根据E ＝Blv ，I ＝E R可知感应电流逐渐减小；当线框全部进入磁场中时，线框中无感应电流；在线框出磁场的过程中，穿过线框的磁通量减少，线框中产生顺时针方向的电流，切割磁感线的有效长度逐渐减小，感应电流也逐渐减小，故A 符合题意．7．(多选)(2020·山东淄博十中期末)如图7甲所示，在光滑水平面上用恒力F 拉质量为1 kg 的单匝均匀正方形铜线框，线框边长为1 m ，在1位置以速度v 0＝3 m/s 进入匀强磁场时开始计时，此时线框中的感应电动势为1 V ，在t ＝3 s 时线框到达2位置开始离开匀强磁场．此过程中线框的v －t 图象如图乙所示，那么( )图7A ．t ＝0时，线框右侧边MN 两端的电压为0.25 VB ．恒力F 的大小为0.5 NC ．线框完全离开磁场的瞬时速度大小为2 m/sD ．线框从位置1到位置3的过程中产生的焦耳热为6 J答案 BCD解析 t ＝0时，线框右侧边MN 两端的电压为路端电压，总的感应电动势为1 V ，则路端电压U 外＝34E ＝0.75 V ，故A 错误；线框完全进入磁场后，由于磁通量没有变化，所以没有感应电流产生，线框只受恒力F 的作用，做匀速直线运动，结合题图乙可知线框在1～3 s 内做匀加速直线运动，加速度a ＝Δv Δt ＝3－23－1m/s 2＝0.5 m/s 2，根据牛顿第二定律有F ＝ma ，解得F ＝0.5 N ，故B 正确；由题意可知t ＝3 s 时线框到达2位置开始离开匀强磁场，此时线框的速度与刚进入磁场时的速度相同，则线框穿出磁场与进入磁场的运动情况完全相同，线框完全离开磁场的瞬时速度与t ＝1 s 时的速度相等，即为2 m/s ，故C 正确；线框进入磁场和离开磁场的过程中产生的焦耳热相同，由功能关系有Q ＝2[Fl ＋(12mv 02－12mv 12)]＝2[0.5×1＋12×1×(32－22)] J ＝6 J ，故D 正确．。
2014届高考物理一轮复习第41讲电磁感应中的电路和图象问题ppt课件
第41讲：电磁感应中的电路和图象问题
学习目标
1.能认识电磁感应现象中的电路结构，并能计算 电动势、电压、电流、电功等. 2.能由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图 象或由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解 相应的物理量．
一、回归训练
1． [对电磁感应中等效电源的理解]粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场 中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小 的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边 a、b 两点间 的电势差绝对值最大的是 (
.
二、电磁感应中的图象问题 1． 图象类型
(1)随时间变化的图象如 B－t 图象、Φ－t 图象、E－t 图象和 i－t 图象．
(2)随位移 x 变化的图象如 E－x 图象和 i－x 图象． 2． 问题类型 (1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象． (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量． (3)利用给出的图象判断或画出新的图象.
图3
二、考点梳理
一、电磁感应中的电路问题 1． 内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于 (2) 该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的 是
外电路 内阻 电源
．
，其余部分
．
Blv
n ΔΦ Δt
2． 电源电动势和路端电压 (1)电动势：E＝ 或 E＝
E－Ir
.
(2)路端电压：U＝IR＝
2．分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图．
3．利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解．
【突破训练 1】 如图 5 所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为 l＝1 m， cd 间、de 间、cf 间分别接阻值为 R＝10 Ω 的电阻．一阻值为 R＝10 Ω 的导体棒 ab 以 速度 v＝4 m/s 匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度 大小为 B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是 A．导体棒 ab 中电流的流向为由 b 到 a B．cd 两端的电压为 1 V C．de 两端的电压为 1 V D．fe 两端的电压为 1 V
电磁感应中的电路与图像问题
• 引言 • 电磁感应与电路的基本原理 • 电磁感应中的图像问题 • 电磁感应在电路中的应用 • 电磁感应中的图像问题实例解析 • 结论与展望
目录
Part
01
引言
主题简介
电磁感应是物理学中的一个重要概念，涉及到磁场和电流的变化以及它们之间的相互作 用。在电路中，电磁感应可以引起电压和电流的变化，从而影响电路的性能和功能。
电路基本元件与欧姆定律
总结词
欧姆定律是电路分析中的基本定律，它描述了电路中电压、电流和电阻之间的关 系。
详细描述
欧姆定律指出，在一个线性电阻元件中，电压与电流成正比，电阻是电压与电流 的比值。这个定律是分析电路的基本工具，用于计算电流、电压和功率等参数。
Part
03
电磁感应中的图像问题
电磁感应中的向量图
目前，对于电磁感应的研究主要集中在理论分析和实验验证 方面，而将电磁感应的物理现象转化为图像的研究相对较少 。因此，开展这方面的研究有助于填补这一领域的空白，并 为相关领域的发展提供新的思路和方法。
Part
02
电磁感应与电路的基本原理
法拉第电磁感应定律
总结词
法拉第电磁感应定律是电磁感应中的基本定律，它描述了磁场变化时会在导体中产生电 动势的规律。
掌握动态电路图的解析技巧有助于解决实际电路问题，提高分析和解决 问题的能力。
实际电路问题中的图像分析
实际电路问题通常比较复杂，需要借助 图像进行分析。
通过图像可以直观地表示电路的工作状 实际电路问题中的图像分析需要结合理
态和元件之间的关系，有助于发现和解 论和实践，掌握电路的基本原理和规律，
决问题。
通过动态电路图，可以观察和 分析电路中各元件的电压、电 流和功率随时间的变化情况。
第56讲电磁感应现象中的电路和图像问题(讲义)
第56讲电磁感应现象中的电路和图像问题目录复习目标网络构建考点一电磁感应中的电路问题【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 电磁感应中电路知识的关系图知识点2 “三步走”分析电路为主的电磁感应问题【提升·必考题型归纳】考向1 电路中的路端电压考向2 电路中的能量功率问题考点二电磁感应中的图像问题【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 电磁感应常见图像问题的种类及分析方法知识点2 电磁感应图像类选择题的常用解法【提升·必考题型归纳】考向1 Φt图像考向2 Bt图像考向3 it图像考向4 Et图像考向5 Ut图像真题感悟1、结合闭合电路欧姆定律，能够处理电磁感应现象中的电路问题。
2、结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，能够分析电磁感应现象中的各类图像问题。
电磁感应现象中的电路和图像问题电势和电势能大小1.电磁感应中电路知识关系图2.电路分析的步骤电磁感应中的图像问题1.电磁感应中的常见图像2.图像选择题的常用方法考点一电磁感应中的电路问题知识点1 电磁感应中电路知识的关系图知识点2 “三步走”分析电路为主的电磁感应问题考向1 电路中的路端电压1．如图，边长为0.1m的正方形金属框abcd由两种材料组成，其中ab边电阻为2Ω，其余3个边总电阻为1Ω，框内有垂直框面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增大，变化率Δ30T/sΔBt=，则abU为（）A．0.2V B．0.2V-C．0.125V-D．0.125V【答案】C【详解】根据法拉第电磁感应定律有，金属框中产生的感应电动势大小为20.3V B S B L E t t∆⋅∆⋅===∆∆由楞次定律可知产生的感应电流方向为逆时针。
可把金属框等效为ab 和bcda 两个电源，则ab U 为1320.125V 4343ab EE U =⨯-⨯=-故选C 。
2．如图所示，导线圆环总电阻为2R ，半径为d ，垂直磁场固定于磁感应强度为B 的匀强磁场中，此磁场的左边界正好与圆环直径重合，电阻为R 的直金属棒ab 以恒定的角速度ω绕过环心O 的轴匀速转动，a 、b 端正好与圆环保持良好接触。
专题63 电磁感应中的电路和图像问题-2025版高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
2025届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题63电磁感应中的电路和图像问题导练目标导练内容目标1电磁感应中的电路问题目标2电磁感应中的图像问题【知识导学与典例导练】一、电磁感应中的电路问题1．电磁感应中电路知识的关系图2．“三步走”分析电路为主的电磁感应问题【例1】如图所示，水平放置的平行光滑导轨左端连接开关K 和电源，右端接有理想电压表。
匀强磁场垂直于导轨所在的平面。
ab 、cd 两根导体棒单位长度电阻相同、单位长度质量也相同，ab 垂直于导轨，cd 与导轨成60°角。
两棒的端点恰在导轨上，且与导轨接触良好，除导体棒外，其余电阻不计。
下列说法正确的是（）A ．闭合开关K 瞬间，两棒所受安培力大小相等B ．闭合开关K 瞬间，两棒加速度大小相等C ．断开开关K ，让两棒以相同的速度水平向右切割磁感线，电压表无示数D ．断开开关K ，固定ab ，让cd 棒以速度v 沿导轨向右运动时电压表示数为1U ；固定cd ，让ab 棒以速度v 沿导轨向右运动时电压表示数为2U ，则12U U =【答案】A【详解】A ．设ab 导体棒的长度为L ，则cd导体棒为cd sin 603L L ==︒ab 、cd 两根导体棒单位长度电阻相同，所以ab 、cd两根导体棒的电阻之比为ab cd :2R R =闭合开关K 瞬间，通过ab 、cd两根导体棒的电流之比为ab cd :2I I =F BIL =可知ab 、cd 两根导体棒所受安培力为ab cd :1:1F F =B ．ab 、cd 两根导体棒单位长度质量相同，所以ab 、cd两根导体棒的质量之比为ab cd :2m m 根据牛顿第二定律可知，闭合开关K 瞬间，ab 、cd 两根导体棒的加速度之比为ab cd :2a a =故B 错误；C ．断开开关K ，让两棒以相同的速度水平向右切割磁感线，ab 、cd 两根导体棒的有效长度相等，设两棒运动的速度v ，则电压表示数为U BLv =故C 错误；D ．断开开关K ，固定ab ，让cd 棒以速度v 沿导轨向右运动时，则有1E BLv =电压表示数为ab 11ab cd R U E R R ==+cd ，让ab 棒以速度v 沿导轨向右运动时，则有2E BLv =电压表示数为cd 22ab cd R U E R R ==+D 错误；故选A 。
第64课时电磁感应中的电路和图像问题2025届高考物理一轮复习课件
高中总复习·物理
考法一
动生电动势的电路问题
【典例1】 （多选）如下图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩
具，它在飞起时能够持续发光。某同学对竹蜻蜓的电路做如下简化：
如下图乙所示，半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金
属轴O1O2以角速度ω逆时针匀速转动（俯视）。圆环上接有电阻均为r
的三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角。在圆环左半部分张
顺时针方向，为正值；3～4 s内，B的方向垂直纸面向外，B增大，Φ
增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，感应电流为正值，
A、B、C错误。由左手定则可知，在0～1 s内，bc边受到的安培力方向
水平向左，是正值，根据F＝IlB，可知安培力均匀增加，1～2 s内无感
应电流，bc边不受安培力，2～3 s，安培力方向水平向右，是负值且逐
A正确；根据左手定则可判断线框受到向左的安培力作用，向左加速
Δ
2 Δ
进入磁场，在t＝0时刻感应电动势大小E0＝n ＝ · ，由牛顿第二
Δ
2 Δ
0
0
定律得B0 L＝ma0，由题图丙可知在t＝0时刻线框的加速度a0＝ ，联
1
Δ
20
立解得 ＝
，故选项B正确；
3
Δ
0 1
2
4
Δ1
1
，根据闭合电路欧姆定律，有I1＝ ，且q1＝I1Δt1；在过
Δ2
程Ⅱ中，有E2＝
＝
Δ2
1
1
π 2 − π 2
2
4
＝
（′−）12π 2
（′−）12π 2
Δ2
2
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W＝Q1＋Q2＝2BR2l3v.
答案
Blv (1) R
3 (2)4Blv
2B2l3v (3) R
专题9
课堂探究·突破考点
考点二 电磁感应中的图象问题
考点解读
1.问题概括
图象 类型
(1)随时间变化的图象如B－t图象、Φ－t图 象、E－t图象和i－t图象 (2)随位移x变化的图象如E－x图象和i－x图象
考点解读
1.对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分 导体就是电源.如：切割磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线 圈等.这种电源将其他形式能转化为电能.
2.对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化 的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成.
3.问题分类 (1)确定等效电源的正负极、感应电流的方向、电势高低、电容 器极板带电性质等问题. (2)根据闭合电路求解电路中的总电阻、路端电压、电功率等问 题. (3)根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷量：
(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的
问题 图象(画图象)
类型 (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求
解相应的物理量(用图象)
应用 知识
左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、 法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定 律、函数图象知识等
专题9
课堂探究·突破考点
2.思路导图
专题9
课堂探究·突破考点
直，每根金属棒在导轨间的电阻均为 r＝0.3 Ω.导轨电阻不计.使金属
棒以恒定速度 v＝1.0 m/s 沿导轨向右穿越磁场.计算从金属棒 A1 进 入磁场(t＝0)到 A2 离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻 R 的电 流强度，并在图(b)中画出.
图1
课堂探究·突破考点
解析 t1＝Dv＝0.2 s
专题9
专题 9 电磁感应中的电路和图象问题
导学目标 1.能认识电磁感应现象中的电路结构，并能计算电 动势、电压、电流、电功等.2.能由给定的电磁感应过程判断或 画出正确的图象或由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解 相应的物理量.
课堂探究·突破考点
专题9
课堂探究·突破考点
考点一 电磁感应中的电路问题
专题9
答案 见解析
课堂探究·突破考点
专题9
思维突破 解决电磁感应中的电路问题三步曲： (1)确定电源.切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产 生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用 E＝nΔΔΦt 或 E ＝Blvsin θ 求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断 电流方向. (2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出 等效电路图. (3)利用电路规律求解.主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本 性质等列方程求解.
课堂探究·突破考点
专题9
典例剖析
例 1 如图 1(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距 L＝0.3 m，
导轨左端连接 R＝0.6 Ω 的电阻，区域 abcd 内存在垂直于导轨平面
B＝0.6 T 的匀强磁场，磁场区域宽 D＝0.2 m.细金属棒 A1 和 A2 用长 为 2D＝0.4 m 的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂
课堂探究·突破考点
专题9
跟踪训练 1 如图 2 所示，用质量为 m、电阻为
R 的均匀导线做成边长为 l 的单匝正方形线框
MNPQ，线框每一边的电阻都相等.将线框置
于光滑绝缘的水平面上.在线框的右侧存在竖
直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离
为 2l，磁感应强度为 B，在垂直 MN 边的水
图2
平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度 v 匀速穿过磁场.
在运动过程中线框平面水平，且 MN 边与磁场的边界平行.求：
(1)线框 MN 边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；
(2)线框 MN 边刚进入磁场时，M、N 两点间的电压 刚穿出磁场的过程中， 水平拉力对线框所做的功 W.
课堂探究·突破考点
解析 (1)线框 MN 边在磁场中运动时，感应电动势 E＝Blv
专题9
3.分析方法 对图象的分析，应做到“四明确一理解”： (1)明确图象所描述的物理意义；明确各种“＋”、“－” 的含义；明确斜率的含义；明确图象和电磁感应过程之间的 对应关系. (2)理解三个相似关系及其各自的物理意义： v－Δv－ΔΔvt ，B－ΔB－ΔΔBt ，Φ－ΔΦ－ΔΔΦt .
课堂探究·突破考点
在0～t1时间内，A1产生的感应电动势E1＝BLv＝
0.18 V.
其等效电路如图甲所示.
由图甲知，电路的总电阻
R总＝r＋r＋rRR＝0.5 Ω
总电流为I＝RE总1＝0.36 A
通过R的电流为IR＝3I＝0.12 A
A1离开磁场(t1＝0.2
s)至A2刚好进入磁场(t2＝
2D v
)的
时间内，回路无电流，IR＝0，
专题9
典例剖析
1.导线框切割磁感线
例 2 (2011·海南单科·6)如图 3，EOF 和 E′O′F′为空间一
匀强磁场的边界，其中 EO∥E′O′，FO∥F′O′，且
E
＝nΔΔΦt ，
I
E ＝R总，q＝
I
Δt＝nRΔ总Φ.
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专题9
特别提醒 1、判断感应电流和感应电动势的方向，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.实际问题中应 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.
线框中的感应电流 I＝ER＝BRlv.
(2)M、N 两点间的电压
UMN＝34E＝34Blv.
(3)只有 MN 边在磁场中时，线框运动的时间 t＝vl
此过程线框中产生的焦耳热
Q1＝I2Rt＝B2Rl3v 只有 PQ 边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热 Q2＝B2Rl3v
根据能量守恒定律得水平外力做的功
专题9
课堂探究·突破考点
从A2进入磁场(t2＝0.4 s)至离开磁场t3＝2Dv＋D＝0.6 s的时 间内，A2上的感应电动势为E2＝0.18 V，其等效电路如图 乙所示. 由图乙知，电路总电阻R总′＝0.5 Ω，总 电流I′＝0.36 A，流过R的电流IR＝0.12 A， 综合以上计算结果，绘制通过R的电流与时 间关系如图所示.