高中物理 第4章 第7讲 电磁感应中的图象和电路问题课件 新人教版选修32

第四章第四章 电磁感应电磁感应第七讲第七讲 电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题2掌握电磁感应现象中电路问题的分析方法和解题基本思路掌握电磁感应现象中电路问题的分析方法和解题基本思路. 1理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向. 1理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向. 1进一步理解公式进一步理解公式En 与与EBLv的区别和联系，能够应用两的区别和联系，能够应用两个公式求解感应电动势个公式求解感应电动势 t3综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的图综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的图象问题象问题 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习预习导学预习导学1右手定则右手定则2法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律BLv3BIL左手定则左手定则4.EU内内U外外电势差电势差 电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习一、电磁感应中的电路问题一、电磁感应中的电路问题课堂讲义课堂讲义在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量变化的回路将产生感应电在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量变化的回路将产生感应电动势若回路闭合，则产生感应电流，所以动势若回路闭合，则产生感应电流，所以电磁感应问题常与电路知识综电磁感应问题常与电路知识综合考查合考查(1)明确明确哪部分哪部分电路或导体电路或导体产生感应电动势产生感应电动势，该电路或导体就是电，该电路或导体就是电源，其它部分是外电路源，其它部分是外电路(3)画等效电路图画等效电路图，分清内、外电路这是解此类问题的关键，分清内、外电路这是解此类问题的关键 (4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解式联立求解电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义PQPQ相当于电源相当于电源 EBlv 方向由方向由Q指向指向P 方向由方向由P到到a. 电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义M N 金属棒相当于电源金属棒相当于电源 EBlv2Bav 电流方向从电流方向从N流向流向M.I电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义二、电磁感应中的图象问题二、电磁感应中的图象问题1对于图象问题，搞清物理量之间的函数关系、变化对于图象问题，搞清物理量之间的函数关系、变化范围、初始条件、斜率的物理意义等，往往是解题的范围、初始条件、斜率的物理意义等，往往是解题的关键关键2常见图象问题的种类：常见图象问题的种类： (1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象 (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求出相应物理量由给定的有关图象分析电磁感应过程，求出相应物理量电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义3解决图象问题的一般步骤解决图象问题的一般步骤 (1)明确图象的种类明确图象的种类，即是，即是B-t图象还是图象还是-t图象，或者图象，或者E-t图象、图象、I-t图象、图象、F-t图象等图象等 (2)分析分析电磁感应的具体电磁感应的具体过程过程(3)确定确定感应电动势感应电动势(或感应电流或感应电流)的的大小和方向大小和方向，有下列两种情况，有下列两种情况 若回路面积不变，磁感应强度变化时，用楞次定律确定感应电流的方若回路面积不变，磁感应强度变化时，用楞次定律确定感应电流的方向，用向，用En确定感应电动势大小的变化确定感应电动势大小的变化若磁场不变，导体杆切割磁感线，用右手定则判断感应电流的方向，若磁场不变，导体杆切割磁感线，用右手定则判断感应电流的方向，用用EBlv确定电动势大小的变化确定电动势大小的变化 (4)涉及受力问题，可由安培力公式涉及受力问题，可由安培力公式FBIL和牛顿运动定律等规律和牛顿运动定律等规律写出写出有有关关函数关系式函数关系式 (5)画图象或判断图象特别画图象或判断图象特别注意注意分析分析斜率斜率的变化、的变化、截距截距等等电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义【例例2】如图甲所示，矩形导线框如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向直，规定磁场的正方向垂直纸面向里垂直纸面向里，磁感应，磁感应强度强度B随时间变化的规律如图乙所示，若规定随时间变化的规律如图乙所示，若规定顺时针方向为感应电流的正方向，下列各图中顺时针方向为感应电流的正方向，下列各图中正确的是正确的是()01 s内，内，B均匀增大均匀增大 由楞次定律可知，电流方向由楞次定律可知，电流方向为逆时针方向，即负方向为逆时针方向，即负方向 A、C不正确不正确 12 s内，内，B正正向均匀减小向均匀减小 23 s内，内，B负负向均匀增大向均匀增大13 s内，电内，电流均为正方向流均为正方向楞次楞次定律定律电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习 【例例3】匀强磁场的磁感应强度匀强磁场的磁感应强度B0.2 T，磁场宽度，磁场宽度l3 m，一正方，一正方形金属框边长形金属框边长adl1 m，每边的，每边的电阻电阻r0.2 ，金属框以，金属框以v10 m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持终保持与磁感线方向垂直与磁感线方向垂直，如图所，如图所示，试画出：示，试画出：(1)金属框穿过磁场区的过程中，金属框穿过磁场区的过程中，各阶段的等效电路图；各阶段的等效电路图；(2)金属框穿过磁场区的过程中，金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的金属框内感应电流的i-t图线；图线；(要要求写出图依据求写出图依据)(3)ab两端电压的两端电压的U-t图线图线(要求写要求写出作图依据出作图依据) 课堂讲义课堂讲义bcda第第阶段阶段cd相当于电源相当于电源 第第阶段阶段cd和和ab相当于开路时相当于开路时两并联的电源两并联的电源 第第阶段阶段ab相当于电源相当于电源 电流方向逆时针电流方向逆时针 ab两端的电压两端的电压U1I1r0.5 V I20 ab两端的电压两端的电压U2EBlv2 V t20.2 s电流方向顺时针电流方向顺时针 ab两端的电压两端的电压U3I33r1.5 V t30.1 s i-t图象和图象和ab两端两端U-t图象分别如图甲、乙所示图象分别如图甲、乙所示 电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题2.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向磁场方向垂直于线框平面垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小，其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示，则在移出过程中线框的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示，则在移出过程中线框的一边的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是两点间电势差绝对值最大的是()磁场中切割磁场中切割磁感线的边磁感线的边相当于电源相当于电源 B正确正确 电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习3如图所示，一宽如图所示，一宽40 cm的匀的匀强磁场区域，磁场方向垂直面强磁场区域，磁场方向垂直面向里，一边长为向里，一边长为20 cm的正方形的正方形导线框位于纸面内，以垂直于导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的速度磁场边界的速度v20 cm/s匀速匀速通过磁场区域在运动过程中，通过磁场区域在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的线框有一边始终与磁场区域的边界边界平行平行，取它刚进入磁场的，取它刚进入磁场的时刻时刻t0，正确反映感应电流，正确反映感应电流随时间变化规律的图象是随时间变化规律的图象是()对点练习对点练习电磁感应中的图象问题电磁感应中的图象问题bcda进入时进入时由楞次定律知由楞次定律知: i 逆时针逆时针 磁通量不变，故无感应电流磁通量不变，故无感应电流 全进全进入后入后离开时离开时由楞次定律知由楞次定律知: i 顺时针顺时针 电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习4.一矩形线圈位于一随时间一矩形线圈位于一随时间t变变化的匀强磁场内，磁场方向垂化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面直线圈所在的平面(纸面纸面)向里，向里，如图甲所示，磁感应强度如图甲所示，磁感应强度B随随t的变化规律如图乙所示以的变化规律如图乙所示以I表表示线圈中的感应电流，以图甲示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上中线圈上箭头所示方向的电流箭头所示方向的电流为正为正(即顺时针方向为正方向即顺时针方向为正方向)，则以下的则以下的I-t图中正确的是图中正确的是() 对点练习对点练习电磁感应中的图象问题电磁感应中的图象问题01 s内，内，B均匀增大均匀增大 由楞次定律可知，电流方向由楞次定律可知，电流方向为逆时针方向，即负方向为逆时针方向，即负方向 A、B不正确不正确 45 s内内B不变不变E0i=0D错误错误电磁感应中的图象和电路问题电磁感应中的图象和电路问题