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,第十章,专题,6,电磁感应现象中的电路和图象问题,必备知识,关键能力,专题,6,电磁感应现象中的,电路,和,图象问题,专题6电磁感应现象中的电路 和图象问题,-,2,-,知识梳理,考点自诊,一、电磁感应现象中的电路问题,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,电源,。,(2),该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的,内阻,其余部分是,外电路,。,2,.,电源电动势和路端电压,(1),电动势,:,E=,Blv,或,E=,n,。,(2),路端电压,:,U=IR=,E-Ir,。,-2-知识梳理考点自诊一、电磁感应现象中的电路问题,-,3,-,知识梳理,考点自诊,二、电磁感应现象中的图象,问题,-3-知识梳理考点自诊二、电磁感应现象中的图象问题,-,4,-,知识梳理,考点自诊,-4-知识梳理考点自诊,-,5,-,知识梳理,考点自诊,1,.,判断下列说法的正误。,(1),闭合电路的欧姆定律同样适用于电磁感应电路。,(,),(2)“,相当于电源,”,的导体棒两端的电压一定等于电源的电动势。,(,),(3),电流一定从高电势流向低电势。,(,),(4),闭合电路中外电阻越大,电源的输出功率越大。,(,),答案,答案,关闭,(1),(2),(3),(4),-5-知识梳理考点自诊1.判断下列说法的正误。答案 答,-,6,-,知识梳理,考点自诊,2,.,(,多选,)(2018,广东肇庆三模,),在绝缘的水平桌面上有,MN,、,PQ,两根平行的光滑金属导轨,导轨间的距离为,l,。金属棒,ab,和,cd,垂直放在导轨上,两棒正中间用一根长,l,的绝缘细线相连,棒,ab,右侧有一直角三角形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,三角形的两条直角边长均为,l,整个装置的俯视图如图所示,从图示位置在棒,ab,上加水平拉力,使金属棒,ab,和,cd,向右匀速穿过磁场区,则金属棒,ab,中感应电流,i,和绝缘细线上的张力大小,F,随时间,t,变化的图象,可能正确的是,(,规定金属棒,ab,中电流方向由,a,到,b,为正,)(,),答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-6-知识梳理考点自诊2.(多选)(2018广东肇庆三模),-,7,-,知识梳理,考点自诊,3,.,(2018,山西长治、运城、大同、朔州、阳泉五地市联考,),如图所示,等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向内的匀强磁场,左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框,线框斜边长为,l,线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域,规定线框中感应电流逆时针方向为正方向,其感应电流,i,随位移,x,变化的图象正确的是,(,),答案,解析,解析,关闭,线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域,根据楞次定律知回路中产生逆时针的电流,并且电流随着有效切割长度的增加而增加,当两个图形完全重合时电流达到最大值,当线圈继续向右运动时穿过线圈的磁通量开始减小,由楞次定律知此过程电流方向为顺时针,且随着有效切割长度的减小而减小,故,B,正确。,答案,解析,关闭,B,-7-知识梳理考点自诊3.(2018山西长治、运城、大同、,-,8,-,知识梳理,考点自诊,4,.,(2018,北京大兴期末,),在竖直向下的磁感应强度为,0,.,1 T,的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道,MN,、,PQ,固定在水平面内,相距为,0,.,1 m,电阻不计。左端接有电阻为,R=,0,.,9,的定值电阻,;,金属导体棒,ab,垂直于,MN,、,PQ,放在轨道上,与轨道接触良好,其电阻,r=,0,.,1,以,10 m/s,平行于,MN,的速度向右做匀速运动,。,(1),判断通过金属棒,ab,的感应电流的方向,;,(2),计算通过金属棒,ab,的感应电流的大小,;,(3),计算金属棒,ab,两端的电压,U,。,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-8-知识梳理考点自诊4.(2018北京大兴期末)在竖直向,-,9,-,命题点一,命题点二,电磁感应中的电路问题,1,.,对电磁感应电路的理解,(1),在电磁感应电路中,相当于电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。,(3),电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题,均可用右手定则或楞次定律判定。,2,.,电磁感应中电路知识的关系图,-9-命题点一命题点二电磁感应中的电路问题,-,10,-,命题点一,命题点二,典,例,1,(2018,广东韶关二模,),如图所示,由某种粗细均匀的总电阻为,3,R,的金属条制成的矩形线框,abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场,B,中。一接入电路电阻为,R,的导体棒,PQ,在水平拉力作用下沿,ab,、,dc,以速度,v,匀速滑动,滑动过程,PQ,始终与,ab,垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。在,PQ,从靠近,ad,处向,bc,滑动的过程中,(,),A.,PQ,中电流先增大后减小,B.,PQ,两端电压先减小后增大,C.,PQ,上拉力的功率先减小后增大,D.,线框消耗的电功率先减小后增大,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-10-命题点一命题点二典例1(2018广东韶关二模)如图,-,11,-,命题点一,命题点二,思维点拨,(1),运动过程中,外电路电阻如何变化,?,(2),闭合电路中,内、外电阻符合什么条件时,外电路的功率最大,?,电磁感应现象中电路问题的处理方法,1,.“,源,”,的分析,:,根据,E=Blv,或,E=n,算,出,E,的大小,用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向,(,感应电流方向是电源内部电流的方向,),从而确定电源正负极,明确内阻,r,。,2,.“,路,”,的分析,:,根据,“,等效电源,”,和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路。,3,.“,解,”:,主要应用闭合电路的欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解。,-11-命题点一命题点二思维点拨(1)运动过程中,外电路电阻,-,12,-,命题点一,命题点二,即学即练,1,.,(,多选,)(2018,河南焦作一模,),如图所示,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,间分别接着,阻值,R=,10,的电阻。一阻值,R=,10,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,B=,0,.,5 T,、方向竖直向下的匀强磁场。下列说法正确的是,(,),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,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-12-命题点一命题点二即学即练 答案解析解析关闭 答案,-,13,-,命题点一,命题点二,2,.,(,多选,)(2018,山东潍坊模拟,),在如图甲所示的电路中,电阻,R,1,=R,2,=,2,R,圆形金属线圈半径为,r,1,线圈导线的电阻为,R,半径为,r,2,(,r,2,r,1,),的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度,B,随时间,t,变化的关系图线如图乙所示,图线与横、纵轴的交点坐标分别为,t,0,和,B,0,其余导线的电阻不计,闭合,S,至,t,1,时刻,电路中的电流已稳定,下列说法正确的是,(,),答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-13-命题点一命题点二2.(多选)(2018山东潍坊模拟,-,14,-,命题点一,命题点二,3,.,(,多选,)(2018,陕西宝鸡质检,)1831,年,10,月,28,日,法拉第展示了他发明的圆盘发电机,其示意图如图所示,水平铜盘可绕竖直同轴转动,两铜片,M,、,N,分别与铜盘边缘和同轴连接,使整个铜盘处于竖直向上的匀强磁场中,M,和,N,之间连接阻值为,R,的电阻和滑动变阻器,R,P,若从上往下看,铜盘转动的方向为顺时针方向。已知铜盘的半径为,L,铜盘转动的角速度为,铜盘连同两铜片对电流的等效电阻为,r,磁感应强度为,B,下列说法正确的是,(,),答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-14-命题点一命题点二3.(多选)(2018陕西宝鸡质检,-,15,-,命题点一,命题点二,电磁感应中的图象问题,1,.,图象类型,-15-命题点一命题点二电磁感应中的图象问题,-,16,-,命题点一,命题点二,2,.,分析,方法,-16-命题点一命题点二2.分析方法,-,17,-,命题点一,命题点二,典例,2,(2018,全国卷,18),如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为,l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下,一边长,为,l,的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动。线框中感应电流,i,随时间,t,变化的正确图线可能是,(,),-17-命题点一命题点二典例2(2018全国卷,18),-,18,-,命题点一,命题点二,答案,解析,解析,关闭,在,0,0,.,5,l,过程,前、后两边均切割磁感线,产生相同方向,(,顺时针,),、等大不变的电动势,产生同方向、不变的电流,;,在,0,.,5,ll,过程,前、后两边均切割磁感线,产生反向、等大不变的电动势,线框中总电动势为零,电流为零,;,在,l,1,.,5,l,过程,前、后两边均切割磁感线,产生相同方向,(,逆时针,),、等大不变的电动势,产生同方向、不变的电流,选项,D,正确。,答案,解析,关闭,D,-18-命题点一命题点二 答案解析解析关闭在00.5l过,-,19,-,命题点一,命题点二,思维点拨,找到线框在移动过程中哪一部分切割磁感线,并根据右手定则判断电流的方向,从而判断整个回路中总电流的方向。要分过程处理本题,。,根据线圈的运动利用楞次定律找到电流的方向,并计算电流的大小从而找到符合题意的图象,此题主要考查科学思维核心素养。,-19-命题点一命题点二思维点拨找到线框在移动过程中哪一部分,-,20,-,命题点一,命题点二,例,3,(,多选,)(2017,全国卷,),两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直。边长为,0,.,1 m,、总电阻为,0,.,005,的正方形导线框,abcd,位于纸面内,cd,边与磁场边界平行,如图甲所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd,边于,t=,0,时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示,(,感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正,),。下列说法正确的是,(,),-20-命题点一命题点二例3(多选)(2017全国卷)两,-,21,-,命题点一,命题点二,A.,磁感应强度的大小为,0,.,5 T,B.,导线框运动速度的大小为,0,.,5 m/s,C.,磁感应强度的方向垂直于纸面向外,D.,在,t=,0,.,4 s,至,t=,0,.,6 s,这段时间内,导线框所受的安培力大小为,0,.,1 N,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-21-命题点一命题点二A.磁感应强度的大小为0.5 T,-,22,-,命题点一,命题点二,思维点拨,此题关键是能通过给出的,E,-,t,图象获取信息,得到线圈在磁场中的运动情况,结合法拉第电磁感应定律及楞次定律进行解答。,-22-命题点一命题点二思维点拨此题关键是能通过给出的E-t,-,23,-,命题点一,命题点二,思维点拨,此题关键是能通过给出的,E,-,t,图象获取信息,得到线圈在磁场中的运动情况,结合法拉第电磁感应定律及楞次定律进行解答。,1,.,解决电磁感应图象问题的一般步骤,(1),明确图象的种类,是,B,-,t,图还是,-,t,图、,E,-,t,图或者,I,-,t,图等。,(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的对应关系。,(4),结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关系式。,(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),画
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