習(xí)題課(二)：法拉第電磁感應(yīng)定律、 楞次定律的綜合應(yīng)用,第一章 電磁感應(yīng),學(xué)習(xí)目標(biāo),典例精析,達(dá)標(biāo)檢測,1.掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路問題的分析方法和解題基本思路. 2.綜合應(yīng)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律解決電磁感應(yīng)中的圖像問題.,例1 如圖1所示，把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一長度為2a，電阻等于R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過環(huán)心時(shí)，求：,典例精析,一、電磁感應(yīng)中的電路問題,圖1,(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；,解析答案,解析 等效電路如圖所示 運(yùn)動(dòng)至環(huán)心時(shí)，電路外電阻,由閉合電路歐姆定律得電流大小,(2)電路中消耗的熱功率.,解析答案,方法總結(jié),方法總結(jié),1.解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是： (1)明確哪部分導(dǎo)體或電路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該導(dǎo)體或電路就是電源，其他部分是外電路. (2)用法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，用楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的方向. (3)畫等效電路圖.分清內(nèi)外電路，畫出等效電路圖是解決此類問題的關(guān)鍵. (4)利用閉合電路的歐姆定律、并聯(lián)知識(shí)及電功率的公式等進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.,方法總結(jié),2.與上述問題相關(guān)的幾個(gè)公式,電源的內(nèi)電壓：UrIr. 電源的路端電壓：URIREIr.,解析答案,圖2,解析 粗環(huán)相當(dāng)于電源，細(xì)環(huán)相當(dāng)于負(fù)載，則有,例2 在豎直方向的磁場中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán).規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖3甲所示，磁場向上為正.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖乙變化時(shí)，下列能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是 ( ),二、電磁感應(yīng)中的圖像問題,圖3,解析答案,例3 如圖4所示，一底邊為L，底邊上的高也為L的等腰三角形導(dǎo)體線框以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過長為2L、寬為L的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里.t0時(shí)刻，三角形導(dǎo)體線框的底邊剛進(jìn)入磁場，取沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正，則在三角形導(dǎo)體線框穿過磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖像可能是( ),圖4,答案,技巧點(diǎn)撥,答案 A,返回,技巧點(diǎn)撥,解決圖像問題的一般步驟： (1)明確圖像的種類，是Bt圖像還是t圖像，或者是Et圖像、It圖像等. (2)分析電磁感應(yīng)的具體過程. (3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系. (4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式. (5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等. (6)畫圖像或判斷圖像. 特別注意：各種“”、“”號的含義.,返回,達(dá)標(biāo)檢測,1.用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長為0.2 m，正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖5所示，當(dāng)磁場以10 T/s的變化率增強(qiáng)時(shí)，線框中a、b兩點(diǎn)間的電勢差是 ( ),1,2,3,4,圖5,解析答案,A.Uab0.1 V B.Uab0.1 V C.Uab0.2 V D.Uab0.2 V,2.如圖6所示，兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場，虛線間的距離 為L，磁場方向垂直紙面向里，abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈， ad與bc間的距離也為L，t0時(shí)刻bc邊與磁場區(qū)域邊界重合.現(xiàn)令 線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū) 域，取沿abcda方向?yàn)楦袘?yīng)電流正方向，則在線圈穿越磁場區(qū)域 的過程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線可能是 ( ),1,2,3,4,圖6,解析答案,1,2,3,4,解析 由于bc進(jìn)入磁場時(shí)，根據(jù)右手定則判斷出其感應(yīng)電流的方向是沿adcba的方向，其方向與電流的正方向相反，故是負(fù)的，所以A、C錯(cuò)誤； 當(dāng)逐漸向右移動(dòng)時(shí)，切割磁感線的條數(shù)在增加，故感應(yīng)電流在增大；當(dāng)bc邊穿出磁場區(qū)域時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流方向變?yōu)閍bcda，是正方向，故其圖像在時(shí)間軸的上方，所以B正確，D錯(cuò)誤. 答案 B,1,2,3,4,3.(多選)如圖7甲所示，一個(gè)閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中，設(shè)磁場方向向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向，線圈中的箭頭所示方向?yàn)殡娏鱅的正方向.線圈及線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖線可能是 ( ),1,2,3,4,圖7,答案 CD,答案,1,2,3,4,4.如圖8所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T的勻強(qiáng)磁場中，有一個(gè)半徑r0.5 m的金屬圓環(huán).圓環(huán)所在的平面與磁感線垂直，OA是一個(gè)金屬棒，它沿著順時(shí)針方向以20 rad/s的角速度繞圓心O勻速轉(zhuǎn)動(dòng).A端始 終與圓環(huán)相接觸，OA棒的電阻R0.1 ，圖中定值電 阻R1100 ，R24.9 ，電容器的電容C100 pF.圓 環(huán)和連接導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)，則：,1,2,3,4,圖8,(1)電容器的帶電荷量是多少？,1,2,3,解析答案,4,解析 等效電路如圖所示,導(dǎo)體棒OA產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：,則qCUCCIR24.91010 C. 答案 4.91010 C,1,2,3,解析答案,4,解析 電路中消耗的電功率P消I2(RR2)5 W，或P消IE5 W. 答案 5 W,返回,(2)電路中消耗的電功率是多少？,