计算题突破(四)-电磁感应中的电路和图象问题(共47张PPT)

特别策划计算题突破(四)——电磁感应中的电路和图象问题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．电磁感应中的电路问题2.电磁感应中电路知识关系图闭合电路电磁感应3.解决电磁感应中的电路问题三步骤：C

题组训练11.(多选)(2015·金陵中学)如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l＝1m，cd间、de间、cf间分别接着阻值R＝10Ω的电阻．一阻值R＝10Ω的导体棒ab以速度v＝4m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是()A.导体棒ab中电流的流向为由b到aB.cd两端的电压为1VC.de两端的电压为1VD.fe两端的电压为1VBD

ABD

(1)求通过电阻R的电流的大小和方向．(2)求圆盘转动过程中克服安培力做功的功率．(3)将电刷Q置于电刷P对侧的圆盘边缘，问电阻R上是否有电流？如有请求出其大小，如无请说明理由．【答案】无电流理由见解析1.图象问题电磁感应中的图象问题图象类型(1)磁感应强度B，磁通量Φ，感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和I-t图象(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随导体位移x变化的图象，即Ex图象和Ix图象问题类型(1)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，求解相应的物理量应用知识右手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律和相关数学知识等2.分析方法3.电磁感应中图象类选择题的两种常见解法(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)，特别是物理量的正负，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作出分析和判断，这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法．典题演示2(2015·常州一模)如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．t＝0时对棒施一平行于导轨的外力F，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流I随时间t的变化关系如图乙所示．下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ、金属棒ab的加速度a、金属棒受到的外力F、通过棒的电荷量q随时间变化的图象中，正确的是()D

A

B

C

D

A甲

乙

B

甲

乙

A

B

C

D

3.(多选)(2016·海安中学)如图所示，空间有竖直向下的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内，该区域的左、右边界分别为MN、PS，以MN上某点O为原点，建立垂直MN、方向水平向右的x轴．一边长为L的正方形导线框abcd静止平放在光滑绝缘的水平面上，ab边的位置坐标为x＝－L.现给线框加一水平向右的恒力F0，线框开始向右运动，当线框的ab边到达PS时，线框刚好做匀速直线运动．从线框的ab边经过MN时开始计时，规定逆时针方向为感应电流正方向、水平向左为安培力正方向．则关于线框中的感应电流i和线框所受的安培力F与ab边的位置坐标x的关系图线中，正确的是()

AD

A

B

C

D

典题演示3(2017·启东中学)如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上，导轨间距l＝0.6m，两导轨的左端用导线连接电阻R1及理想电压表V，电阻为r＝2Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R2，已知R1＝2Ω，R2＝1Ω，导轨及导线电阻均不计．在矩形区域CDFE内有竖直向上的磁场，CE＝0.2m，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一水平向右的恒力F，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变．求：电磁感应图象与电路综合问题甲

乙

(1)t＝0.1s时电压表的示数．【答案】0.3V(2)恒力F的大小．【答案】0.27N(3)从t＝0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量．【答案】0.09J图(a)

图(b)

(1)棒进入磁场前，电阻R中电流的大小和方向．【答案】0.02A方向QN(2)棒通过abcd区域的过程中通过电阻R的电荷量．【答案】0.02C(3)棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式．2.(2017·南京学情调研)如图甲所示，间距为L、足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ放置在绝缘水平桌面上，N、Q间接有电阻R0，导体棒ab垂直放置在导轨上，接触良好．导轨间直径为L的圆形区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B的大小随时间t变化规律如图乙所示，导体棒和导轨的电阻不计，导体棒ab静止．甲

乙

(1)求在0～t