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高三物理第一轮复习专题课件专题8电磁感应中的电路和图象问题


专题八 电磁感应中的电路和图象问题 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.电磁感应中电路问题的题型特点 闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运 动,在回路中将产生感应电动势和感应电流.从而考题中 常涉及电流、电压、电功等的计算,也可能涉及电磁感应 与力学、电磁感应与能量的综合分析. 3.分析电磁感应电路问题的基本思路 (1)确定电源:用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确 定感应电动势的大小和方向,电源内部电流的方向是从低电势 流向高电势; (2)分析电路结构:根据“等效电源”和电路中其他元件的连接 方式画出等效电路.注意区别内外电路,区别路端电压、电动 势; ΔΦ (3)利用电路规律求解:根据 E=BLv 或 E=n 结合闭合电路 Δt 欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立 求解. 【典例1】 (2013·广东卷,36)如图1(a)所示,在垂直于匀强 磁场 B 的平面内,半径为 r 的金属圆盘绕过圆心 O 的轴转 动,圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接,电路中的P 是加上一定正向电压才能导通的电子元件,流过电流表的 电流 I 与圆盘角速度 ω 的关系如图 (b) 所示,其中 ab 段和 bc 段均为直线,且 ab 段过坐标原点, ω > 0 代表圆盘逆时针 转动.已知: R = 3.0 Ω , B = 1.0 T , r = 0.2 m .忽略圆 盘、电流表和导线的电阻. 图1 (1)根据图(b)写出ab、bc段对应的I与ω的关系式; (2)求出图(b)中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc; (3) 分别求出 ab 、 bc 流过 P 的电流 IP 与其两端电压 UP 的关系 式. 审题指导 审题图,抓转化 (1)审图(b) (2)审图(a) 解析 (1)由题图(b)得出三点坐标 a(-45,-0.3),b(15,0.1), c(45,0.4) , 由 直 线 的 两 点 式 得 I 与 ω 的 关 系 式 为 I = ?ω ?150,-45 rad/s≤ω≤15 rad/s ? ? ω -0.05,15 rad/s<ω≤45 rad/s ?100 (2)圆盘切割磁感线产生的电动势为: ωr+0 1 E=Br = Bωr2=0.02ω 2 2 当 ω=15 rad/s 时 E=0.3 V, 当 ω=45 rad/s 时 E=0.9 V,忽略电源内阻, 故 UP=E,可得:Ub=0.3 V,Uc=0.9 V (3)对应于 c 点 P 导通,通过电流表的电流 Uc Uc 0.9 0.9 I 总= R +R = + R =0.4 3 P P 解得 RP=9 Ω UP UP 则对应于 bc 段流过 P 的电流 IP=R = 9 P 对应于 a 点元件 P 不导通,则对应于 ab 段流过 P 的电流 IP= 0. 答案 见解析 反思总结 电磁感应电路的几个等效问题 即学即练1 粗细均匀的电阻丝围成图2所示的线框,置于正 方形有界匀强磁场中,磁感强度为B,方向垂直于线框平 面,图中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L.现使线框以同 样大小的速度 v匀速沿四个不同方向平动进入磁场,并且 速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直,则线框在 通过如图所示位置时,下列说法中正确的是 ( ). A.ab两点间的电势差图①中最大 B.ab两点间的电势差图②中最大 C.回路电流图③中最大 D.回路电流图④中最

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