习题课4　电磁感应中的电路、电荷量及图像问题 教学课件

物理第二章电磁感应习题课4电磁感应中的电路、电荷量及图像问题01典题分类讲练结合02分层演练素养达标题型一电磁感应中的电路问题

1．明确哪部分电路或导体产生感应电动势，该部分电路或导体就相当于电源，其他部分是外电路。2．画等效电路图，分清内、外电路。【例1】如图甲所示，N＝200匝的线圈(图中只画了2匝)，电阻r＝2Ω，其两端与一个R＝48Ω的电阻相连。线圈内有垂直于纸面向里的磁场，磁通量按图乙所示的规律变化。下列选项正确的是(

)A．电阻R两端b点比a点电势高B．电阻R两端的电压大小为10VC．0.1s时间内非静电力所做的功为0.2JD．0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.05C√【例2】把总电阻为R＝4Ω的均匀电阻丝焊接成一半径为a＝0.5m的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B＝1T的匀强磁场中，如图所示，一长度为L＝1.0m，电阻为r＝2Ω，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒在外力的作用下以恒定速度v＝6m/s向右移动经过环心O时，求：(1)金属棒上电流的大小及金属棒两端的电压UMN。(2)圆环消耗的热功率。[解析]

(1)金属棒运动产生电流，它相当于电源，内阻为r，电动势为E＝BLv＝6V，画出等效电路图如图所示，根据右手定则，金属棒中电流从N流向M，所以M相当于电源的正极，N相当于电源的负极。√【例3】物理实验中，常用一种叫作“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量。如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。已知线圈的匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R。若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为(

)√[针对训练2]如图所示，将一个闭合金属圆环从有界匀强磁场中匀速拉出，第一次速度为v，通过金属圆环某一截面的电荷量为q1，第二次速度为2v，通过金属圆环某一截面的电荷量为q2，则(

)A．q1∶q2＝1∶2B．q1∶q2＝1∶4C．q1∶q2＝1∶1D．q1∶q2＝2∶1√题型三电磁感应中的图像问题

1．问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像。(2)由给定的图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。2．图像类型(1)各物理量随时间t变化的图像，即B－t图像、Φ－t图像、E－t图像和I－t图像。(2)导体切割磁感线运动时，还涉及感应电动势E和感应电流I随导体位移变化的图像，即E－x图像和I－x图像。3．解决此类问题需要熟练掌握的规律：安培定则、左手定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等。【例4】如图甲所示，矩形线圈abcd位于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。以图中箭头所示方向为线圈中感应电流i的正方向，以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B的正方向，则下列图中能正确表示线圈中感应电流i随时间t变化规律的是(

)√【例5】如图所示，一底边长为L，底边上的高也为L的等腰三角形导体线框以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过长为2L、宽为L的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。t＝0时刻，三角形导体线框的底边刚进入磁场，取沿逆时针方向的感应电流为正方向，则在三角形导体线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线可能是(

)√[针对训练3]如图甲所示，一根电阻R＝4Ω的导线绕成半径d＝2m的圆，在圆内部分区域存在变化的匀强磁场，中间“S形”虚线是两个直径均为d的半圆，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示(磁场垂直于纸面向外为正，电流逆