2017年高考一轮 10.3《电磁感应中的电路与图像问题》ppt课件

2017年高考一轮 10.3《电磁感应中的电路与图像问题》ppt课件内容摘要：

1、课标版 物理 第 3讲 电磁感应中的电路与图像问题 考点一 电磁感应中的电路问题 (1)切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈相当于电源。 (2)产生电动势的那部分导体或线圈的电阻相当于电源的内阻 ,其他部分的 电阻相当于外电阻。 = 或 E=。 考点突破 (1)以部分电路欧姆定律为中心 ,包括六个基本物理量 (电压、电流、电 阻、电功、电功率、电热 ),三条定律 (闭合电路欧姆定律、电阻定律和焦 耳定律 ),以及若干基本规律 (串、并联电路特点等 )。 (2)以闭合电路欧姆定律为中心 ,讨论电动势 ,闭合电路中的电流、路端电压 以及闭合电路中能量的转化。 (1)在电磁感应电路中 ,相当于电 2、源的部分把其他形式的能通过电流做功转 化为电能。 (2)“电源”两端的电压为路端电压 ,而不是感应电动势。 典例 1 如图所示 ,匀强磁场 B=,金属棒 .4 m,与框架宽度相同 ,电 阻为 ,框架电阻不计 ,电阻 , ,当金属棒以 5 m/求 : (1)流过金属棒的感应电流多大 ? (2)若图中电容器 F,则所充电荷量多少 ? 答案 (1) (2)4 10 13 解析 (1)由 E=E= V= R= = = I= = A= (2)路端电压 U= V= V Q=0 C=410 12122121(1)确定电源。 切割磁感线的导体或磁通量发生变化的闭合回路将产生感 应电动势 ,该导体或回路相当于电源 3、 ,利用 E=n 或 E=求感应电动 势的大小 ,利用右手定则或楞次定律和安培定则判断感应电流方向。 t(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。 主要应用闭合电路的欧姆定律及串、并联电路的 特点等列方程求解。 1 (多选 )用均匀导线做成的正方形线圈边长为 l,正方形的一半放在垂直 于纸面向里的匀强磁场中 ,如图所示 ,当磁场以 的变化率增强时 ,则 ( ) = a、 答案 据楞次定律和安培定则可知 ,圈中产生的电动 势 E= = ,圈左边的一半导线相当于电源 ,在电源内部电 流沿逆时针方向 ,所以 圈右边的一半相当 于外电路 ,a 4、、 其大小 U= = ,误。 221细均匀的电阻丝围成如图所示的线框 ,置于正方形有界匀强磁场 中 ,磁感应强度为 B,方向垂直于线框平面 ,图中 ab=2L。 现使线框以同样大小的速度 并 且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直 ,则在通过如图所示位置 时 ,下列说法中正确的是 ( ) 最大 最大 最大 最小 答案 A 图中感应电动势为 2 Lv,电流为 (设回路总电阻为 R),则 a、 1= ;图中感应电动势 2 Lv, = =I1,a、 2= ;图中感应电动势 流 = = I1,a、 3= ;图中感应电动势 2 Lv, 电流 =I1,a、 4= =。 综上结果可知 B、 C、 1 v1 5、L 电磁感应中的图像问题 (1)随时间 如 (2)随位移 如 (1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图像。 (2)由给定的有关图像分析电磁感应过程 ,求解相应的物理量。 (3)利用给出的图像判断或画出新的图像。 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关系式 , 进、出磁场的转折点等是解决问题的关键。 (1)明确图像的种类 ,即是 或者是 (2)分析电磁感应的具体过程 ; (3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系 ; (4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数 关系式 ; (5)根据函数关系式 ,进行数学分析 ,如分析斜率的变化、截距等。 6、 (6)画出图像或判断图像。 典例 2 如图甲所示 ,在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、 方向相反的有界匀强磁场 ,其宽度均为 L。 现将宽度也为 从图甲所示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域 ,则在该过程中 ,图乙中 能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图 像是 ( ) 甲 乙 答案 D 根据右手定则判断出感应电流的方向 ,根据切割磁感线产生的 感应电动势和闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小。 根据安培力公式 求出安培力的大小 ,通过左手定则判断安培力的方向。 线圈在进入磁场 0E=流 I= ,方向为逆时针方向 ,安培 = ,根据左手定则 ,知安培力方向水平向左 7、。 在 L2过程中 ,E=2流 I= ,方向为顺时针方向 ,安培力的大小 F=2 = ,根据左手定则 ,知安培力方向水平向左。 在 2L3E= 流 I= ,方向为逆时针方向 ,安培力的大小为 F= ,根据左 手定则 ,知安培力方向水平向左。 故 A、 B、 22(1)排除法 :定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势 (增大还是减 小 )、变化快慢 (均匀变化还是非均匀变化 ),特别是物理量的正负 ,排除错误 的选项。 (2)函数法 :根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系 ,然 后由函数关系对图像作出分析和判断 ,这未必是最简洁的方法 ,但却是最有 效的方法。 2 (2016云南第一 8、次检测 )如图甲所示 ,线圈 磁 场方向垂直纸面向外 ,当磁场变化时 ,线圈 律如图乙所示 ,则磁场的变化情况可能是选项中的 ( ) 答案 D 由安培力向右知电流方向为顺时针 ,由楞次定律知磁场在增 强 ,图乙知安培力不变 ,根据 F=即电动势减 小 ,故 因此 A、 2 (2013山东理综 ,18,5分 )将一段导线绕成图甲所示的闭合回路 ,并固定 在水平面 (纸面 )内。 回路的 中。 回路 的圆环区域内有垂直纸面的磁场 ,以向里为磁场 的正方向 ,其磁感应强 度 以水平 向右为 能正确反映 ( ) 答案 B 由图乙知 ,0 内 , =量 ), =k(常量 ),由法拉第 电磁感应定律及楞次定律 9、知 ,回路中产生的电流为方波形交流电。 0 内 电流由 b到 a,由 F=知安培力 为负方向 ;同 理 为正方向 ,故 A、 C、 222电磁感应图像与电路综合问题 由电磁感应图像得出的物理量和规律分析求解动力学、电路等问题。 (1)定性分析物理图像 要明确图像坐标轴的意义 ; 借助有关物理概念、公式、定理和定律等作出分析和判断。 (2)定量计算 确定图像所揭示的物理规律或物理量间的关系 ; 挖掘图像中的隐含条件 ,明确有关图线所包围的面积、图线的斜率 (或其 绝对值 )、截距等所表示的物理意义。 典例 3 (2013广东理综 ,36,18分 )如图 (a)所示 ,在垂直于匀强磁场 内 ,半径 10、为 的轴转动 ,圆心 通过电刷与一 个电路连接。 电路中的 过 电流表的电流 的关系如图 (b)所示 ,其中 线 ,且 0代表圆盘逆时针转动。 已知 :R=,B=, r=0.2 m。 忽略圆盘、电流表和导线的电阻。 图 (a) 图 (b) (1)根据图 (b)写出 与 的关系式 ; (2)求出图 (b)中 b、 两端的电压 (3)分别求出 的电流 答案 见解析 解析 (1)由图像可知 ,在 在 - (2)由题意可知 , b=15 s c=45 s 150100120111(3)由图像中电流变化规律可知电子元件 P在 则 : 在 在 - 而 I= P= 立可得 - (2016福建福州模拟 )在一周期性变化的匀强磁场中有一圆形闭合线 圈 ,线圈平面与磁场垂直 ,如图甲所示 ,规定图中磁场方向为正。 已知线圈 的半径为 r、匝数为 N,总电阻为 R,磁感应强度的最大值为 化周期为 T, 磁感应强度按图乙所示规律变化。 求 : (1)在 0 1; 6。