【學(xué)海導(dǎo)航】高中物理第2輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題4 第2講 電磁感應(yīng)和電路課件

第講2電磁感應(yīng)和電路專(zhuān)題四電路和電磁感應(yīng)在電磁感應(yīng)中，切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源．將它們接上電阻或用電器可以對(duì)用電器供電，接上電容器可以使電容器充電．因此電磁感應(yīng)往往與電路問(wèn)題聯(lián)系在一起，一方面要考慮電磁學(xué)有關(guān)規(guī)律，另一方面要考慮電路中的有關(guān)規(guī)律．感應(yīng)電路除涉及電功率、端電壓、電功和電熱等問(wèn)題外，力學(xué)特征更明顯．解決電磁感應(yīng)電路問(wèn)題的關(guān)鍵就是借鑒或利用相似原型來(lái)啟發(fā)理解和變換物理模型，即把電磁感應(yīng)的問(wèn)題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路，把產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體等效為內(nèi)電路．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小相當(dāng)于電源電動(dòng)勢(shì)．其余部分相當(dāng)于外電路，并畫(huà)出等效電路圖．此時(shí)，處理問(wèn)題的方法與閉合電路求解基本一致，唯一要注意的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有時(shí)導(dǎo)體兩端有電壓，但沒(méi)有電流流過(guò)，這類(lèi)似于電源兩端有電勢(shì)差但沒(méi)有接入電路時(shí)，電流為零．求解這一類(lèi)問(wèn)題的步驟為：

類(lèi)型一：法拉第電磁感定律與電路【例1】(湖南省長(zhǎng)沙市一中2011屆高三月考試卷七)如圖4-2-1所示，在坐標(biāo)系xOy中，在-L≤x<0區(qū)域存在強(qiáng)弱可變化的磁場(chǎng)B1，在0≤x≤2L區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=2.0T，磁場(chǎng)方向均垂直于紙面向里．一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.2m、總電阻為R=0.8的正方形線(xiàn)框靜止于xOy平面內(nèi)，線(xiàn)框的一邊與y軸重合．圖4-2-1(1)若磁場(chǎng)B1的磁感應(yīng)強(qiáng)度在t=0.5s的時(shí)間內(nèi)由2T均勻減小至0，求線(xiàn)框在這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電熱為多少？(2)撤去磁場(chǎng)B1，讓線(xiàn)框從靜止開(kāi)始以加速度a=0.4m/s2沿x軸正方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，求線(xiàn)框剛好全部出磁場(chǎng)前瞬間的發(fā)熱功率．(3)在(2)的條件下，取線(xiàn)框中逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎较?，試在圖4-2-2給出的坐標(biāo)紙上作出線(xiàn)框中的電流I隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系圖線(xiàn)．(不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，但要求寫(xiě)出圖線(xiàn)端點(diǎn)的坐標(biāo)值，可用根式表示)圖4-2-2【解析】(1)線(xiàn)框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為(3)如圖：【變式題】(2011·四川)如圖4-2-3所示，在勻強(qiáng)強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形形線(xiàn)圈的周期期為T(mén)，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方方向，線(xiàn)圈電電阻為2Ω.從線(xiàn)圈平面與與磁場(chǎng)方向平平行時(shí)開(kāi)始計(jì)計(jì)時(shí)，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)的感應(yīng)電流流為1A.那么()圖4-2-3AC【解析】由題意可知，，類(lèi)型二：動(dòng)生生電動(dòng)勢(shì)的大大小與右手定定則【例2】如圖4-2-4所示，水平面面內(nèi)有一平行行金屬導(dǎo)軌，，導(dǎo)軌光滑且且電阻不計(jì)，，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與與導(dǎo)軌平面垂垂直．阻值為為R的導(dǎo)體棒垂直直于導(dǎo)軌靜止止放置，且與與導(dǎo)軌接觸良良好．t=0時(shí)，將開(kāi)關(guān)S由1擲到2.q、i、v和a分別表示電容容器所帶的電電荷量、棒中中的電流、棒棒的速度和加加速度，下列列圖象正確的的是()圖4-2-4【解析】由圖分析可知知，電容器放放電有電流通通過(guò)導(dǎo)體棒，，棒將向右加加速運(yùn)動(dòng)，隨隨速度增大，，導(dǎo)體切割磁磁感線(xiàn)產(chǎn)生的的電動(dòng)勢(shì)隨之之增大，電流流減小，當(dāng)速速度達(dá)到某值值時(shí)，電流為為0，做勻速運(yùn)動(dòng)動(dòng)，故電容器器兩端仍存在在電壓，q不為0，A錯(cuò)；電流逐漸漸減小，B錯(cuò)；速度先增增大后不變，，C錯(cuò)；由于電流流減小，F(xiàn)安減小，a減小直至為0，D對(duì)．【答案】D【變式題】(2011·海南)如圖4-2-5，EOF和E′O′F′為空間一勻強(qiáng)強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界界，其中EO∥E′O′，F(xiàn)O∥F′O′，且EO⊥OF；OO′為∠EOF的角平分線(xiàn)，，OO′間的距離為l；磁場(chǎng)方向垂垂直于紙面向向里．一邊長(zhǎng)長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)框沿OO′方向勻速通過(guò)過(guò)磁場(chǎng)，t=0時(shí)刻恰好位于于圖示位置．．規(guī)定導(dǎo)線(xiàn)框框中感應(yīng)電流流沿逆時(shí)針?lè)椒较驎r(shí)為正，，則感應(yīng)電流流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線(xiàn)可可能正確的是是()圖4-2-5答案：B【解析】從圖示位置到到左邊框運(yùn)動(dòng)動(dòng)至O′點(diǎn)，感應(yīng)電流流均勻增大為為正；左邊框框再運(yùn)動(dòng)至OO′中點(diǎn)過(guò)程，感感應(yīng)電流為正正不變；左邊邊框由OO′中點(diǎn)再運(yùn)動(dòng)至至O過(guò)程感應(yīng)電流流先減小后改改變方向增大大；以后右邊邊框再運(yùn)動(dòng)至至OO′中點(diǎn)過(guò)程，感感應(yīng)電流為負(fù)負(fù)不變；右邊邊框再運(yùn)動(dòng)至至O過(guò)程感應(yīng)電流流減小至0，圖B正確．類(lèi)型三：電磁磁感應(yīng)與簡(jiǎn)單單的力學(xué)綜合合【例3】(2011·上海)如圖4-2-6，均勻帶正電電的絕緣圓環(huán)環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置置，當(dāng)a繞O點(diǎn)在其所在平平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)，b中產(chǎn)生順時(shí)針針?lè)较虻母袘?yīng)應(yīng)電流，且具具有收縮趨勢(shì)勢(shì)，由此可知知，圓環(huán)a()A．順時(shí)針加速速旋轉(zhuǎn)B．順時(shí)針減速速旋轉(zhuǎn)C．逆時(shí)針加速速旋轉(zhuǎn)D．逆時(shí)針減速速旋轉(zhuǎn)圖4-2-6【解析】本題考查法拉拉第電磁感應(yīng)應(yīng)．由題意知知：圓環(huán)a、b電流方向相同同，在安培力力作用下體現(xiàn)現(xiàn)出相互吸引引的效果，且且根據(jù)“增反反減同”原則則，a環(huán)在減速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)．【答案】D【變式題】(2011·浙江)如圖甲所示，，在水平面上上固定有長(zhǎng)為為L(zhǎng)=2m、寬為d=1m的金屬“U”型導(dǎo)軌，在““U”型導(dǎo)軌右側(cè)l=0.5m范圍內(nèi)存在垂垂直紙面向里里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)，且磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間間變化規(guī)律如如圖乙所示．．在t=0時(shí)刻，質(zhì)量為為m=0.1kg的導(dǎo)體棒以v0=1m/s的初速度從導(dǎo)導(dǎo)軌的左端開(kāi)開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)動(dòng)，導(dǎo)體棒與與導(dǎo)軌之間的的動(dòng)摩擦因數(shù)數(shù)為μ=0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體體棒單位長(zhǎng)度度的電阻均為為l=0.1Ω/m，不計(jì)導(dǎo)體棒棒與導(dǎo)軌之間間的接觸電阻阻及地磁場(chǎng)的的影響(取g=10m/s2)．(1)通過(guò)計(jì)算分析析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)運(yùn)動(dòng)情況；(2)計(jì)算4s內(nèi)回路中電流流的大小，并并判斷電流方方向；(3)計(jì)算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的的焦耳熱．【解析】(1)導(dǎo)體棒先在無(wú)無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域做做勻減速運(yùn)動(dòng)動(dòng)，有導(dǎo)體棒停止運(yùn)運(yùn)動(dòng)，即v1=0并代