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(共19張PPT)
梁寧 內蒙古師范大學
專題：電磁感應中的
電路和圖像問題
人教版(2019年)高中物理選擇性必修第二冊
第二章 電磁感應
物理也瘋狂
目錄
電路問題
圖像問題
01.
02.
電路問題
01.
復習電路基礎知識
E=BLv
I=
U=E
電路問題
01.
1.電源：電磁感應現象中產生感應電動勢的導體相當于電源，如切割磁感線的導體棒、有磁通量變化的線圈。
2.電路：內電路是切割磁感線的導體棒或磁通量發生變化的線圈；外電路是除電源外其余部分。在外電路中，電流從高電勢處流向低電勢處，在內電路中，電流則從低電勢處流向高電勢處。
電路問題
01.
判斷產生感應電動勢的是哪一部分導體
或
右手定則或楞次定律
弄清各元件的串并聯關系，畫等效電路圖，分清內外電路
閉合電路歐姆定律、串并聯
電路知識、電功率、焦耳定律
確定電源
分析
電路
應用
規律
判斷電源
E的大小
電源正負極
電路問題
01.
電荷量的計算：
1.推導：根據法拉第電磁感應定律，
電路中的平均電流為，所以。
2.結論：電磁感應過程中產生的感應電荷量由線圈的匝數、磁通量的變化量及電路的總電阻共同決定，與時間無關。
電路問題
01.
【參考答案】ABD
（多選）長、寬分別為2L和L的金屬線框（電阻不計），右端接電阻R，a、b為金屬線框的兩端點，金屬線框的左半部分處在磁場中，規定垂直紙面向里的磁場為正方向，磁場變化情況圖所示，在時間內，則
A．b點的電勢高于a點的電勢
B．金屬線框中的電流方向為逆時針
C．流過R的的電量為
D．流過R的的電量為
例題1
電路問題
01.
例題2
如圖所示,間距為L=1.5 m的光滑平行金屬導軌固定在水平地面上,現垂直導軌放置一個有效電阻為r=1 Ω的直導體棒,在導軌的兩端分別連接兩個電阻,阻值分別為R1=3 Ω、R2=6 Ω,其他電阻不計,整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中,磁感應強度B=0.1 T。當直導體棒在導軌上以v=6 m/s的速度向右勻速運動時,求:
(1)流過R1和R2的電流大小;
(2)導體棒克服安培力做功的瞬時功率。
電路問題
01.
例題3
如圖所示,在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,用外力拉動金屬桿MN在平行金屬導軌上向右以速度v0勻速滑動,金屬導軌電阻不計,金屬桿的電阻為2R、長度為L,ab間電阻為R,則 (　　)
A.通過電阻R的電流方向為b→a
B.外力與速度方向同向且大小為BLv0
C.MN兩端的電勢差為
D.金屬桿所受安培力大小時刻發生改變
電路問題
01.
例題4
如圖所示,用粗細相同的銅絲做成邊長分別為d和2d的單匝閉合線框a和b,以相同的速度將線框從磁感應強度為B的勻強磁場區域中勻速地拉到磁場外。若此過程中流過兩線框的電荷量分別為Qa、Qb,則Qa∶Qb為 (　　)
A.1∶4　　　　　　　　 B.1∶2
C.1∶1 D.不能確定
電路問題
01.
例題5
如圖所示,一匝數為N、面積為S、總電阻為R的圓形線圈,放在磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直于線圈平面。當線圈由原位置翻轉180°,此過程中通過線圈導線橫截面的電荷量為 (　　)
A. B. C. D.
圖像問題
01.
1.圖像分類
（1）隨時間t變化的圖像：如B－t、Φ－t、E－t、I－t、F－t圖像.
（2）隨位移x變化的圖像：如E－x圖像和I－x圖像.
2.常用規律：螺旋定則、左手定則、楞次定律、右手定則、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律等.
3.圖像分析：
（1）定性分析：物理量增大、減小、正負等，
（2）定量分析：寫出函數關系式，進行具體分析.
圖像問題
01.
圖像問題
01.
如圖甲所示，矩形導線框 abcd 固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直，規定磁場的正方向為垂直于紙面向里，磁感應強度B隨時間變化的規律如圖乙所示，若規定順時針方向為感應電流的正方向，定性畫出感應電流隨時間變化的圖像。
分析：0~1 s 內電流為負方向，1~3 s 內電流為正方向，3~4 s 電流為負方向。
圖像問題
01.
如圖甲所示，矩形線圈abcd位于勻強磁場中，磁場方向垂直線圈所在平面，磁感應強度B隨時間t變化的規律如圖乙所示.以圖中箭頭所示方向為線圈中感應電流i的正方向，以垂直于線圈所在平面向里為磁感應
強度B的正方向，則下列圖中能正確表示線圈中
感應電流i隨時間t變化規律的是(　　 )
C
電路問題
01.
(多選)如圖甲所示,一個匝數n=100匝的圓形導體線圈,面積S1=0.4 m2,電阻r=1 Ω。在線圈中存在面積S2=0.3 m2的垂直于線圈平面向外的勻強磁場區域,磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示。有一個R=2 Ω的電阻,將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接,下列說法正確的是 (　　)
A.0~4 s內,a點電勢高于b點電勢
B.4~6 s內,a、b間的電壓為4 V
C.0~4 s內,通過電阻R的電荷量為6 C
D.4~6 s內,電阻R上產生的焦耳熱為36 J
圖像問題
01.
【參考答案】D
如圖所示，在水平光滑絕緣桌面上有一等腰直角三角形單匝均勻金屬線框，直角邊長為。空間存在豎直向下的有界勻強磁場，有界磁場的寬度為。線框在水平拉力作用下向右勻速穿過磁場區域，若圖示位置為時刻，設逆時針方向為電流的正方向，水平向右為拉力的正方向，則線框中的感應電流i和拉力隨時間的關系圖像可能正確的是（時間單位為，圖中曲線為拋物線）（　　）
A B C D
圖像問題
01.
【參考答案】B
如圖，在直角邊長為的等腰直角三角形區域內存在垂直紙面向里的勻強磁場，電阻為、邊長也為的正方形導線框在紙面上向右勻速運動，、始終在同一直線上。取逆時針方向的電流為正，在線框通過磁場的過程中，其感應電流和間電勢差隨位移變化的圖像可能正確的是（ ）
A B C D
圖像問題
01.
【參考答案】B
空間中存在如圖所示的磁場，Ⅰ、Ⅱ區域的寬度均為2R，磁感應強度均為B（Ⅰ區域垂直紙面向里，Ⅱ區域垂直紙面向外），邊長為的正方形導線框在外力作用下沿紙面以速度v勻速通過磁場區域，設導線框中電流為I（逆時針為正），從導線框剛進入Ⅰ區域開始計時，向右運動的位移為x，則下列圖像正確的是（　　）
A B C D

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