2016屆高三物理大一輪復(fù)習(xí)精講課件：第九章電磁感應(yīng)第三節(jié)

第三節(jié)電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題,第九章電磁感應(yīng),一、電磁感應(yīng)中的電路問題1內(nèi)電路和外電路(1)切割磁感線運動的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于_(2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的_，其余部分是_,電源,內(nèi)阻,外電阻,2電源電動勢和路端電壓(1)電動勢：E_或E_.(2)路端電壓：UIR_.,Blv,1.(單選)如圖所示，一個半徑為L的半圓形硬導(dǎo)體AB以速度v在水平U形框架上向右勻速滑動，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，回路電阻為R0，半圓形硬導(dǎo)體AB的電阻為r，其余電阻不計，則半圓形導(dǎo)體AB切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小及AB之間的電勢差分別為(),C,二、電磁感應(yīng)中的圖象問題1圖象類型(1)隨時間t變化的圖象如Bt圖象、t圖象、Et圖象和it圖象(2)隨位移x變化的圖象如Ex圖象和ix圖象2問題類型(1)由給定的電磁感應(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,2.(單選)(2015泉州模擬)如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在與水平方向夾角為60的斜向下的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向)，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計，導(dǎo)體棒ab在水平外力F作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)規(guī)定ab的方向為電流的正方向，水平向右的方向為外力F的正方向，則在0t1時間內(nèi)，選項圖中能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流i和導(dǎo)體棒ab所受水平外力F隨時間t變化的圖象是(),D,考點一電磁感應(yīng)中的電路問題,考點二電磁感應(yīng)中的圖象問題,考點一電磁感應(yīng)中的電路問題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)體就是電源，如切割磁感線的導(dǎo)體棒、有磁通量變化的線圈等這種電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能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，外電路由電阻、電容等電學(xué)元件組成,(2015石家莊質(zhì)檢)如圖甲所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距l(xiāng)0.6m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表V，電阻為r2的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R12，R21，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的磁場，CE0.2m，磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示開始時電壓表有示數(shù)，當(dāng)電,壓表示數(shù)變?yōu)榱愫?，對金屬棒施加一水平向右的恒力F，使金屬棒剛進(jìn)入磁場區(qū)域時電壓表的示數(shù)又變?yōu)樵瓉淼闹担饘侔粼诖艌鰠^(qū)域內(nèi)運動的過程中電壓表的示數(shù)始終保持不變求：,(1)t0.1s時電壓表的示數(shù)；(2)恒力F的大?。?3)從t0時刻到金屬棒運動出磁場的過程中整個電路產(chǎn)生的熱量思路點撥(1)在00.2s內(nèi)，R1、R2和金屬棒是如何連接的？電壓表示數(shù)等于感應(yīng)電動勢嗎？(2)電壓表示數(shù)始終保持不變，說明金屬棒做什么運動？,總結(jié)提升(1)對等效于電源的導(dǎo)體或線圈，兩端的電壓一般不等于感應(yīng)電動勢，只有在其電阻不計時才相等(2)沿等效電源中感應(yīng)電流的方向，電勢逐漸升高,1.(多選)如圖所示，在一磁感應(yīng)強度B0.5T的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距h0.1m的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ，導(dǎo)軌電阻忽略不計，在兩根導(dǎo)軌的端點N、Q之間連接一阻值R0.3的電阻導(dǎo)軌上跨放著一根長為L0.2m、電阻2.0/m的金屬棒ab，與導(dǎo)軌正交放置，交點為c、d.當(dāng)金屬棒ab在水平拉力作用下以速度v4.0m/s向左做勻速運動時，下列說法正確的是()A金屬棒ab兩端點間的電勢差為0.2VB金屬棒ab兩端點間的電勢差為0.32VC水平拉金屬棒ab的力大小為0.02ND回路中的發(fā)熱功率為0.06W,BC,考點二電磁感應(yīng)中的圖象問題1題型特點一般可把圖象問題分為三類：(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象；(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)根據(jù)圖象定量計算2解題關(guān)鍵弄清初始條件，正負(fù)方向的對應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)、出磁場的轉(zhuǎn)折點是解決問題的關(guān)鍵,3解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是Bt圖象還是t圖象，或者是Et圖象、It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、牛頓運動定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式；(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,(多選)(2015江西新余模擬)如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，有邊長為L的正方形金屬線框abcd，其一條對角線ac和y軸重合、頂點a位于坐標(biāo)原點O處在y軸的右側(cè)，在、象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合，左邊界與y軸重合，右邊界與y軸平行t0時刻，線框以恒定的速度v沿垂直于磁場上邊界的方向穿過磁場區(qū)域取沿abcda方向的感應(yīng)電流為正，則在線框穿過磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i、ab間的電勢差Uab隨時間t變化的圖線是下圖中的(),AD,解析在d點運動到O點過程中，ab邊切割磁感線，根據(jù)右手定則可以確定線框中電流方向為逆時針方向，即正方向，電動勢均勻減小到0，則電流均勻減小到0；然后cd邊開始切割磁感線，感應(yīng)電流的方向為順時針方向，即負(fù)方向，電動勢均勻減小到0，則電流均勻減小到0，故A正確，B錯誤d點運動到O點過程中，ab邊切割磁感線，ab相當(dāng)于電源，電流由a到b，b點的電勢高于a點，ab間的電勢差Uab為負(fù)值，大小等于電流乘bcda三條邊的電阻，并逐漸減小ab邊出磁場后，cd邊開始切割，cd邊相當(dāng)于電源，電流由b到a，ab間的電勢差Uab為負(fù)值，大小等于電流乘ab邊的電阻，并逐漸減小，故C錯誤，D正確故選AD.,總結(jié)提升解決圖象類選擇題的最簡方法分類排除法首先對題中給出的四個圖象根據(jù)大小或方向變化特點分類，然后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)，特別是用物理量的方向，排除錯誤選項，此法最簡捷、最有效,2.(單選)(2015云南第一次檢測)如圖甲所示，線圈ABCD固定于勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向外，當(dāng)磁場變化時，線圈AB邊所受安培力向右且變化規(guī)律如圖乙所示，則磁場的變化情況可能是選項中的(),D,解析：由安培力向右知電流方向為順時針，由楞次定律知磁場增強，C錯由乙圖知安培力不變，根據(jù)FBIL知，B增大，I必減小，即電動勢減小，故B的變化率減小，因此A、B錯，D正確,真題剖析電磁感應(yīng)電路與圖象的綜合問題(18分)(2013高考廣東卷)如圖甲所示，在垂直于勻強磁場B的平面內(nèi)，半徑為r的金屬圓盤繞過圓心O的軸轉(zhuǎn)動，圓心O和邊緣K通過電刷與一個電路連接電路中的P是加上一定正向電壓才能導(dǎo)通的電子元件流過電流表的電流I與圓盤角速度的關(guān)系如圖乙所示，其中ab段和bc段均為直線，且ab段過坐標(biāo)原點0代表圓盤逆時針轉(zhuǎn)動已知：R3.0，B1.0T，r0.2m忽略圓盤、電流表和導(dǎo)線的電阻,(1)根據(jù)圖乙寫出ab、bc段對應(yīng)的I與的關(guān)系式；(2)求出圖乙中b、c兩點對應(yīng)的P兩端的電壓Ub、Uc；(3)分別求出ab、bc段流過P的電流IP與其兩端電壓UP的關(guān)系式審題點睛(1)審電路,(2)審圖象,答案見規(guī)范解答,總結(jié)提升解決電路與圖象綜合問題的思路(1)電路分析弄清電路結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖，明確計算電動勢的公式(2)圖象分析弄清圖象所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關(guān)系；挖掘圖象中的隱含條件，明確有關(guān)圖線所包圍的面積、圖線的斜率