高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 专题7 电磁感应现象中的电路和图象问题课件 新人教版.ppt

专题7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 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 5 知识梳理 考点自诊 1 多选 用均匀导线做成的正方形线圈边长为l 正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中 导线的电阻为r 如图所示 当磁场以的变化率增强时 则 答案 解析 6 知识梳理 考点自诊 2 2017 河南洛阳一模 如图甲所示 光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60 的斜向下的匀强磁场中 匀强磁场的磁感应强度b随时间t的变化规律如图乙所示 规定斜向下为正方向 导体棒ab垂直导轨放置 除电阻r的阻值外 其余电阻不计 导体棒ab在水平外力f作用下始终处于静止状态 规定a b的方向为电流的正方向 水平向右的方向为外力f的正方向 则在0 t1时间内 选项图中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力f随时间t变化的是 答案 解析 7 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 8 命题点一 命题点二 例1 2017 天津和平区期中 如图所示 由某种粗细均匀的总电阻为3r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 9 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 提示 外电路电阻先增大 后减小 提示 当内 外电路电阻相等时 输出电功率最大 即外电路功率最大 10 命题点一 命题点二 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 即学即练1 多选 2017 海南七校联盟联考 如图所示 在一竖直平面内的三条平行导线上串有两个电阻r1和r2 导体棒pq与三条导线均接触良好 匀强磁场的方向垂直纸面向里 导体棒的电阻可忽略 若导体棒向左加速运动 则 a 流经r1的电流方向向上b 流经r2的电流方向向下c 流经r1的电流方向向下d 流经r2的电流方向向上 答案 解析 12 命题点一 命题点二 2 2017 广东四校第一次联考 如图所示 在一磁感应强度b 0 5t的匀强磁场中 垂直于磁场方向水平放置着两根相距为l 0 1m的平行金属导轨mn和pq 导轨电阻忽略不计 在两根导轨的端点n q之间连接一阻值r 0 3 的电阻 导轨上放置金属棒ab ab始终与导轨垂直且接触良好 其有效电阻r 0 2 当金属棒在水平拉力作用下以速度v 4 0m s向左做匀速运动时 a ab棒所受安培力大小为0 02nb n q间电压为0 2vc a端电势比b端电势低d 回路中感应电流大小为1a 答案 解析 13 命题点一 命题点二 3 多选 2017 广东广州六校第一次联考 在如图甲所示的电路中 螺线管匝数n 1500匝 横截面积s 20cm2 螺线管导线电阻r 1 r1 4 r2 5 c 30 f 在一段时间内 穿过螺线管的磁场的磁感应强度b按如图乙所示的规律变化 则下列说法正确的是 a 螺线管中产生的感应电动势为1 2vb 闭合s 电路中的电流稳定后电容器上极板带正电c 电路中的电流稳定后 电阻r1的电功率为5 10 2wd s断开后 通过r2的电荷量为1 8 10 5c 答案 解析 14 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 2 分析方法 16 命题点一 命题点二 例2 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 1m 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 17 命题点一 命题点二 a 磁感应强度的大小为0 5tb 导线框运动速度的大小为0 5m sc 磁感应强度的方向垂直于纸面向外d 在t 0 4s至t 0 6s这段时间内 导线框所受的安培力大小为0 1n 答案 解析 18 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 19 命题点一 命题点二 例3 多选 2016 四川卷 如图所示 电阻不计 间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为b 方向竖直向下的匀强磁场中 导轨左端接一定值电阻r 质量为m 电阻为r的金属棒mn置于导轨上 受到垂直于金属棒的水平外力f的作用由静止开始运动 外力f与金属棒速度v的关系是f f0 kv f0 k是常量 金属棒与导轨始终垂直且接触良好 金属棒中感应电流为i 受到的安培力大小为fa 电阻r两端的电压为ur 感应电流的功率为p 它们随时间t变化图象可能正确的有 bc 20 命题点一 命题点二 21 命题点一 命题点二 22 命题点一 命题点二 思维点拨对金属棒受力分析 根据法拉第电磁感应定律 闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律得出f合表达式 分三种情况讨论加速度的变化情况 匀加速运动 加速度减小的加速 加速度增加的加速 再结合图象具体分析 23 命题点一 命题点二 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 画图象或判断图象 24 命题点一 命题点二 2 电磁感应中图象类选择题的两个常用方法 1 排除法 定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势 增大还是减小 变化快慢 均匀变化还是非均匀变化 特别是分析物理量的正负 以排除错误的选项 2 函数法 根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系 然后由函数关系对图象进行分析和判断 25 命题点一 命题点二 即学即练4 2016 云南一检 如图甲所示 线圈abcd固定于匀强磁场中 磁场方向垂直纸面向外 当磁场变化时 线圈ab边所受安培力向右且变化规律如图乙所示 则磁场的变化情况可能是下列选项中的 答案 解析 26 命题点一 命题点二 5 多选 2017 广西四市适应性检测 矩形导线框abcd放在匀强磁场中处于静止状态 如图甲所示 磁场的磁感线方向与导线框所在平面垂直 磁感应强度的大小b随时间t变化的图象如图乙所示 t 0时刻 磁感应强度的方向垂直导线框平面向里 在0 4s时间内 导线框ad边所受安培力f安随时间t变化的图象 规定向左为安培力的正