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1、2022年高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第9點(diǎn) 電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題 教科版選修3-2
1.對(duì)電源的理解
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就是電源.如:切割磁感線的導(dǎo)體棒、內(nèi)有磁通量變化的線圈等.這種電源將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能.
判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向,都是利用“相當(dāng)于電源”的部分根據(jù)右手定則或楞次定律判定的.實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)注意外電路電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì),而內(nèi)電路則相反.
2.對(duì)電路的理解
內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈,外電路由電阻、電容等電學(xué)元件組成.
在閉合電路中,“相當(dāng)于電源”的導(dǎo)體兩端的電壓與真實(shí)的電源兩端的電壓一樣,等于路端電壓,而不等于感
2、應(yīng)電動(dòng)勢(shì).
3.解決電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題三步曲
(1)確定電源.切割磁感線的導(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),該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源,利用E=n或E=BLv求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,利用右手定則或楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向.
(2)分析電路結(jié)構(gòu)(內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)關(guān)系),畫出等效電路圖.
(3)利用電路規(guī)律求解.主要應(yīng)用歐姆定律及串、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解.
對(duì)點(diǎn)例題 固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的正方形導(dǎo)線框abcd的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),其中ab是一段電阻為R的均勻電阻絲,其余三邊均為電阻可以忽略的銅線.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里,現(xiàn)有一段與ab完全相同的電阻絲PQ架
3、在導(dǎo)線框上(如圖1所示),以恒定的速度v從ad滑向bc,當(dāng)PQ滑過(guò)的距離時(shí),通過(guò)aP段電阻絲的電流強(qiáng)度是多大?方向如何?
圖1
解題指導(dǎo) PQ在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由于是回路,故電路中有感應(yīng)電流,可將電阻絲PQ視為有內(nèi)阻的電源,電阻絲aP與bP并聯(lián),且RaP=R、RbP=R,于是可畫出如圖所示的電路圖.
電源電動(dòng)勢(shì)為E=BLv,外電阻為
R外==R.
總電阻為R總=R外+r=R+R,即R總=R.電路中的電流為
I==.
通過(guò)aP段的電流為IaP=I=,方向由P→a.
答案 由P→a
方法提煉 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源,注意電源內(nèi)部電流的
4、方向由低電勢(shì)指向高電勢(shì).畫出等效電路圖是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵,然后利用閉合電路的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行求解.
用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框電阻為r、邊長(zhǎng)為0.2 m,正方形線框的一半放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖2所示.當(dāng)磁場(chǎng)以10 T/s的變化率增強(qiáng)時(shí),線框中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是 ( )
圖2
A.Uab=0.1 V
B.Uab=-0.1 V
C.Uab=0.2 V
D.Uab=-0.2 V
答案 B
解析 題中正方形線框的左半部分磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流.把左半部分線框看成電源,其電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為,畫出等效電路圖如圖所示,則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差即為電源的路端電壓.
依題意知=10 T/s.由E=得,E==10× V=0.2 V,U=I·=·=0.1 V.由于a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì),故Uab=-0.1 V,故B選項(xiàng)正確.