2011年高三物理一輪復(fù)習(xí)講義課件：電磁感應(yīng)第3課時(shí)電磁感應(yīng)中的電路與圖象

1、一、電磁感應(yīng)中的電路問題一、電磁感應(yīng)中的電路問題1.1.內(nèi)電路和外電路內(nèi)電路和外電路 (1)(1)切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線 圈都相當(dāng)于圈都相當(dāng)于 . . (2) (2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的 , ,其余部分是外電路其余部分是外電路. .第第3 3課時(shí)課時(shí) 電磁感應(yīng)中的電路與圖象問題電磁感應(yīng)中的電路與圖象問題考點(diǎn)自清考點(diǎn)自清電源電源內(nèi)阻內(nèi)阻2.2.電源電動(dòng)勢電源電動(dòng)勢 E E= =BlBlv v或或E E= =n n名師點(diǎn)撥名師點(diǎn)撥電磁感應(yīng)電路中的電源與恒定電流的電路中的電源電磁感應(yīng)

2、電路中的電源與恒定電流的電路中的電源不同不同, ,前者是由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的前者是由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的, ,公式為公式為E=BlE=Blv v, ,其大小可能變化其大小可能變化, ,變化情況可根據(jù)其運(yùn)動(dòng)情變化情況可根據(jù)其運(yùn)動(dòng)情況判斷況判斷; ;而后者的電源電動(dòng)勢在電路分析中認(rèn)為是而后者的電源電動(dòng)勢在電路分析中認(rèn)為是不變的不變的. .t二、電磁感應(yīng)圖象問題二、電磁感應(yīng)圖象問題圖圖象象類類型型(1)(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B、磁通量、磁通量 、感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢E E和感應(yīng)電和感應(yīng)電流流I I隨隨 變化的圖象變化的圖象, ,即即B Bt t圖象、圖象、 t t圖象、圖象、E Et

3、t圖象和圖象和I It t圖象圖象(2)(2)對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的情況情況, ,還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢E E和感應(yīng)電流和感應(yīng)電流I I隨線圈隨線圈 變化的圖象變化的圖象, ,即即E Ex x圖象和圖象和I Ix x圖象圖象問問題題類類型型(1)(1)由給定的由給定的 過程判斷或畫出正確的圖象過程判斷或畫出正確的圖象(2)(2)由給定的有關(guān)圖象分析由給定的有關(guān)圖象分析 過程過程, ,求解相求解相應(yīng)的物理量應(yīng)的物理量應(yīng)應(yīng)用用知知識識左手定則、安培定則、右手定則、左手定則、安培定則、右手定則、 、 、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、歐

4、姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、函數(shù)圖象知識等函數(shù)圖象知識等時(shí)間時(shí)間t t位移位移x x電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)楞次定律楞次定律法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律名師點(diǎn)撥名師點(diǎn)撥圖象的初始條件圖象的初始條件, ,方向與正、負(fù)的對應(yīng)方向與正、負(fù)的對應(yīng), ,物理量的物理量的變化趨勢變化趨勢, ,物理量的增、減或方向正、負(fù)的轉(zhuǎn)折物理量的增、減或方向正、負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)都是判斷圖象的關(guān)鍵點(diǎn)都是判斷圖象的關(guān)鍵. .熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)一熱點(diǎn)一 電磁感應(yīng)電路問題的分類與解題步驟電磁感應(yīng)電路問題的分類與解題步驟1.1.問題分類問題分類 (1)(1)確定等效電源的正負(fù)極確定等效電源的正負(fù)極, ,感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電

5、流的方向, ,電勢電勢 高低高低, ,電容器極板帶電性質(zhì)等問題電容器極板帶電性質(zhì)等問題. . (2) (2)根據(jù)閉合電路求解電路中的總電阻根據(jù)閉合電路求解電路中的總電阻, ,路端電壓路端電壓, , 電功率的問題電功率的問題. . (3) (3)根據(jù)電磁感應(yīng)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢求解電路中通根據(jù)電磁感應(yīng)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢求解電路中通 過的電荷量過的電荷量: =: =n n , = , = ,q q= = t t= .= .EtI總REI總Rn2.2.解決電磁感應(yīng)電路問題的基本步驟解決電磁感應(yīng)電路問題的基本步驟(1)(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律或右手定則用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律或右手定則確定

6、感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向: :感應(yīng)電流方向是電感應(yīng)電流方向是電源內(nèi)部電流的方向源內(nèi)部電流的方向. .(2)(2)根據(jù)根據(jù)“等效電源等效電源”和電路中其他各元件的連接和電路中其他各元件的連接方式畫出等效電路方式畫出等效電路. .(3)(3)根據(jù)根據(jù)E E= =BlBlv v或或E E= =n n 結(jié)合閉合電路歐姆定律結(jié)合閉合電路歐姆定律, ,串串并聯(lián)電路知識和電功率、焦耳定律等關(guān)系式聯(lián)立并聯(lián)電路知識和電功率、焦耳定律等關(guān)系式聯(lián)立求解求解. .t特別提示特別提示1.1.判斷感應(yīng)電流和電動(dòng)勢的方向判斷感應(yīng)電流和電動(dòng)勢的方向, ,都是利用都是利用“相相當(dāng)于電源當(dāng)于電源”的部分根

7、據(jù)右手定則或楞次定律判定的部分根據(jù)右手定則或楞次定律判定的的. .實(shí)際問題中應(yīng)注意外電路電流由高電勢流向低實(shí)際問題中應(yīng)注意外電路電流由高電勢流向低電勢電勢, ,而內(nèi)電路則相反而內(nèi)電路則相反. .2.2.在閉合電路中在閉合電路中,“,“相當(dāng)于電源相當(dāng)于電源”的導(dǎo)體兩端的電的導(dǎo)體兩端的電壓與真實(shí)的電源兩端的電壓一樣壓與真實(shí)的電源兩端的電壓一樣, ,等于路端電壓等于路端電壓, ,而不等于感應(yīng)電動(dòng)勢而不等于感應(yīng)電動(dòng)勢. .熱點(diǎn)二熱點(diǎn)二 電磁感應(yīng)圖象問題分析電磁感應(yīng)圖象問題分析1.1.圖象問題可以綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定圖象問題可以綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定 律或右手定則律或右手定則, ,安培

8、定則和左手定則安培定則和左手定則, ,還有與之相還有與之相 關(guān)的電路知識和力學(xué)知識等關(guān)的電路知識和力學(xué)知識等. .2.2.圖象問題的特點(diǎn)圖象問題的特點(diǎn): :考查方式比較靈活考查方式比較靈活, ,有時(shí)根據(jù)電有時(shí)根據(jù)電 磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程, ,確定圖象的正確與否確定圖象的正確與否, ,有時(shí)有時(shí)依據(jù)不同的圖象依據(jù)不同的圖象, ,進(jìn)行綜合計(jì)算進(jìn)行綜合計(jì)算. .3.3.解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵: :弄清初始條件弄清初始條件, ,正、負(fù)方向的對應(yīng)正、負(fù)方向的對應(yīng), ,變變 化范圍化范圍, ,所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式, ,進(jìn)出磁場的進(jìn)出磁場的 轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折

9、點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵. .4.4.解決圖象問題的一般步驟解決圖象問題的一般步驟 (1)(1)明確圖象的種類明確圖象的種類, ,即是即是B Bt t圖還是圖還是 t t圖圖, ,或或 者者E Et t圖、圖、I It t圖等圖等. . (2) (2)分析電磁感應(yīng)的具體過程分析電磁感應(yīng)的具體過程. . (3) (3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系. . (4) (4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓 運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式. . (5) (5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式根據(jù)函數(shù)關(guān)系式, ,進(jìn)行

10、數(shù)學(xué)分析進(jìn)行數(shù)學(xué)分析, ,如分析斜率如分析斜率 的變化、截距等的變化、截距等. . (6) (6)畫圖象或判斷圖象畫圖象或判斷圖象. .特別提示特別提示對圖象的認(rèn)識對圖象的認(rèn)識, ,應(yīng)從以下幾方面注意應(yīng)從以下幾方面注意: :(1)(1)明確圖象所描述的物理意義明確圖象所描述的物理意義. .(2)(2)必須明確各種必須明確各種“+”+”、“-”-”的含義的含義. .(3)(3)必須明確斜率的含義必須明確斜率的含義. .(4)(4)必須建立圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系必須建立圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系. .(5)(5)注意理解注意理解: :三個(gè)相似關(guān)系及其各自的物理意義三個(gè)相似關(guān)系及其各

11、自的物理意義: : 、 、 分別反映了分別反映了v v、B B、 變化的快慢變化的快慢. .ttBBBt,vvvtvtBt題型探究題型探究題型題型1 1 電磁感應(yīng)中的電路問題電磁感應(yīng)中的電路問題【例例1 1】 兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MNMN、MMN N平平行置于同一水平面內(nèi)行置于同一水平面內(nèi), ,導(dǎo)軌間距為導(dǎo)軌間距為l l, ,電阻不計(jì)電阻不計(jì), ,MM、MM處接有如圖處接有如圖1 1所示的電路所示的電路, ,電路中各電阻的阻值電路中各電阻的阻值均為均為R R, ,電容器的電容為電容器的電容為C C. .長度也為長度也為l l、阻值同為、阻值同為R R的金屬棒的金屬棒ab

12、ab垂直于導(dǎo)軌放置垂直于導(dǎo)軌放置, ,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中. .abab在外力作用在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸, ,在在abab運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)距離為距離為x x的過程中的過程中, ,整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q Q. .求求: :(1)(1)abab運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度v v的大小的大小. .(2)(2)電容器所帶的電荷量電容器所帶的電荷量q q. .審題提示審題提示 (1)(1)應(yīng)用應(yīng)用E E= =BlBlv v和閉合電路歐姆定律、焦和閉合電路歐姆定律、

13、焦耳定律求解耳定律求解. .(2)(2)先根據(jù)電路知識求電容器兩端電壓先根據(jù)電路知識求電容器兩端電壓, ,再根據(jù)再根據(jù)q q= =CUCU求解電荷量求解電荷量. .圖圖1 1解析解析 (1)(1)設(shè)設(shè)abab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E E, ,回路中的電回路中的電流為流為I I, ,abab運(yùn)動(dòng)距離運(yùn)動(dòng)距離x x所用時(shí)間為所用時(shí)間為t t, ,三個(gè)電阻三個(gè)電阻R R與電源與電源串聯(lián)串聯(lián), ,總電阻為總電阻為4 4R R, ,則則E E= =BlBlv v由閉合電路歐姆定律有由閉合電路歐姆定律有I I= ,= ,t t= =由焦耳定律有由焦耳定律有Q Q= =I I2 2(4(4

14、R R) )t t由上述方程得由上述方程得v v= =(2)(2)設(shè)電容器兩極板間的電勢差為設(shè)電容器兩極板間的電勢差為U U, ,則有則有U U= =IRIR電容器所帶電荷量電容器所帶電荷量q q= =CUCU, ,解得解得q q= =答案答案 (1) (2) (1) (2) RE4vxxlBQR224BlxCQRBlxCQRxlBQR224變式練習(xí)變式練習(xí)1 1 如圖如圖2 2所示所示, ,在豎在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導(dǎo)軌直面內(nèi)有兩平行金屬導(dǎo)軌MNMN、PQPQ. .導(dǎo)軌間距為導(dǎo)軌間距為L L, ,電阻不計(jì)電阻不計(jì). .一根電阻不計(jì)的金屬棒一根電阻不計(jì)的金屬棒abab可可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)在

15、導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng). .棒與棒與導(dǎo)軌垂直導(dǎo)軌垂直, ,并接觸良好并接觸良好. .導(dǎo)軌之導(dǎo)軌之間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B. .導(dǎo)軌右導(dǎo)軌右邊與電路連接邊與電路連接. .電路中的三個(gè)定值電阻阻值分別為電路中的三個(gè)定值電阻阻值分別為2 2R R、R R和和R R. .在在NQNQ間接有一水平放置的平行板電容器間接有一水平放置的平行板電容器C C, ,板間板間距離為距離為d d, ,電容器中有一質(zhì)量為電容器中有一質(zhì)量為m m的帶電微粒的帶電微粒, ,求求: :圖圖2 2(1)(1)當(dāng)當(dāng)abab以速度以速度v v0 0勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)勻速向左運(yùn)

16、動(dòng)時(shí), ,電容器中質(zhì)量為電容器中質(zhì)量為m m的的帶電微粒恰好靜止帶電微粒恰好靜止. .試判斷微粒的帶電性質(zhì)及帶電荷量試判斷微粒的帶電性質(zhì)及帶電荷量的大小的大小. . (2)(2)abab棒由靜止開始以恒定的加速度棒由靜止開始以恒定的加速度a a向左運(yùn)動(dòng)向左運(yùn)動(dòng), ,討論電討論電容器中帶電微粒的加速度如何變化容器中帶電微粒的加速度如何變化.(.(設(shè)帶電微粒始終未設(shè)帶電微粒始終未與極板接觸與極板接觸) )解析解析 (1)(1)棒勻速向左運(yùn)動(dòng)棒勻速向左運(yùn)動(dòng), ,感應(yīng)電流為順時(shí)針方向感應(yīng)電流為順時(shí)針方向, ,電容器上板帶正電電容器上板帶正電. .因?yàn)槲⒘Ｊ芰ζ胶庖驗(yàn)槲⒘Ｊ芰ζ胶? ,靜電力方向向靜電力

17、方向向上上, ,場強(qiáng)方向向下場強(qiáng)方向向下. .所以微粒帶負(fù)電所以微粒帶負(fù)電0033vvBlmgdqBlEREIIRUcqdUcmg由以上各式得(2)(2)由題意可得由題意可得設(shè)經(jīng)時(shí)間設(shè)經(jīng)時(shí)間t t0 0, ,微粒受力平衡微粒受力平衡gmdqBlataatammgdqBl33vv所以所以031BlatUcdUcqmg當(dāng)當(dāng)t t t t0 0時(shí)時(shí), ,a a3= ,3= ,越來越大越來越大, ,加速度方向向上加速度方向向上答案答案 (1)(1)負(fù)電負(fù)電 (2)(2)見解析見解析atqBlamgdt0003v或求出求出gtmdqBla3gtmdqBla3gtBlmgd03v題型題型2 2 電磁感應(yīng)中

18、的圖象問題電磁感應(yīng)中的圖象問題【例例2 2】 如圖如圖3 3甲所示甲所示, ,一矩形線圈位于隨時(shí)間一矩形線圈位于隨時(shí)間t t變化變化的勻強(qiáng)磁場中的勻強(qiáng)磁場中, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B隨隨t t的變化規(guī)律如圖乙所的變化規(guī)律如圖乙所示示. .以以i i表示線圈中的感應(yīng)電流表示線圈中的感應(yīng)電流, ,以圖甲中線圈上箭頭以圖甲中線圈上箭頭所示方向?yàn)殡娏髡较蛩痉较驗(yàn)殡娏髡较? ,以垂直紙面向里的磁場方向以垂直紙面向里的磁場方向?yàn)檎秊檎? ,則以下的則以下的i it t圖象中正確的是圖象中正確的是 ( )( )圖圖3 3解析解析 在有磁場時(shí)都是線性變化在有磁場時(shí)都是線性變化, ,說明感應(yīng)電流都說

19、明感應(yīng)電流都是恒定的是恒定的. .磁場增強(qiáng)時(shí)磁場增強(qiáng)時(shí), ,電流是逆時(shí)針方向電流是逆時(shí)針方向, ,磁場減磁場減弱時(shí)弱時(shí), ,電電流方向是順時(shí)針方向流方向是順時(shí)針方向.2.23 s3 s沒有電流沒有電流,4,45 s5 s磁場不變化磁場不變化, ,無電流無電流. .答案答案 A A方法提煉方法提煉對于圖象問題對于圖象問題, ,搞清物理量之間的函數(shù)關(guān)系搞清物理量之間的函數(shù)關(guān)系, ,變化范變化范圍圍, ,初始條件斜率的物理意義等初始條件斜率的物理意義等, ,往往是解題的關(guān)鍵往往是解題的關(guān)鍵. .變式練習(xí)變式練習(xí)2 2 如圖如圖4 4所示所示, ,金屬桿金屬桿MNMN在三角形金屬框架上以速度在三角形金

20、屬框架上以速度v v從圖示從圖示位置起向右做勻速滑動(dòng)位置起向右做勻速滑動(dòng), ,框架夾角為框架夾角為 , ,桿和框架由粗細(xì)均勻橫截面積相桿和框架由粗細(xì)均勻橫截面積相同同的同種材料制成的同種材料制成, ,則回路中的感應(yīng)電則回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢動(dòng)勢E E和電流和電流I I隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的規(guī)律分別變化的規(guī)律分別是圖中的是圖中的 ( )( )圖圖4 4解析解析 由公式由公式E E= =BlBlv v知知, ,l l均勻增大均勻增大, ,則感應(yīng)電動(dòng)勢則感應(yīng)電動(dòng)勢E E均均勻增大勻增大, ,且圖示位置且圖示位置E E不為零不為零,B,B正確正確; ;回路電流回路電流I I= = , ,式中式中L L為

21、回路的周長為回路的周長, ,由三角形相似可由三角形相似可推得推得 的比值為定值的比值為定值, ,故電流的大小是恒定的故電流的大小是恒定的,D,D項(xiàng)項(xiàng)正確正確. .答案答案 BDBDSLBlREvLl【例例3 3】如圖如圖5 5甲所示甲所示, ,水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置行固定放置, ,間距間距d d=0.5 m,=0.5 m,電阻不計(jì)電阻不計(jì), ,左端通過導(dǎo)線與左端通過導(dǎo)線與阻值阻值R R=2 =2 的電阻連接的電阻連接, ,右端通過導(dǎo)線與阻值右端通過導(dǎo)線與阻值R RL L=4 =4 的小燈泡的小燈泡L L連接連接. .在在CDFECDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向

22、上的勻矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場強(qiáng)磁場, ,CECE長長l l=2 m,=2 m,有一阻值有一阻值r r=2 =2 的金屬棒的金屬棒PQPQ放置放置在靠近磁場邊界在靠近磁場邊界CDCD處處. .CDFECDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度度B B隨時(shí)間變化如圖乙所示隨時(shí)間變化如圖乙所示. .在在t t=0=0至至t t=4 s=4 s內(nèi)內(nèi), ,金屬棒金屬棒PQPQ保持靜止保持靜止, ,在在t t=4 s=4 s時(shí)使金屬棒時(shí)使金屬棒PQPQ以某一速度進(jìn)以某一速度進(jìn)入磁場區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)入磁場區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng). .已知從已知從t t=0=0開始到金屬開始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場邊界

23、棒運(yùn)動(dòng)到磁場邊界EFEF處的整個(gè)過程中處的整個(gè)過程中, ,小燈泡的亮小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化度沒有發(fā)生變化. .求求: :題型題型3 3 綜合應(yīng)用綜合應(yīng)用圖圖5 5(1)(1)通過小燈泡的電流通過小燈泡的電流. .(2)(2)金屬棒金屬棒PQPQ在磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小在磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小. .思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥 0 04 s4 s電路中感應(yīng)電動(dòng)勢由電路中感應(yīng)電動(dòng)勢由 計(jì)算計(jì)算,4 s,4 s以后感應(yīng)電動(dòng)勢由以后感應(yīng)電動(dòng)勢由E E= =BdBdv v計(jì)算計(jì)算. .解析解析 (1)0(1)0 4 s4 s內(nèi)內(nèi), ,電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢 0.50.52 V=0.5 V2 V=

24、0.5 V此時(shí)燈泡中的電流此時(shí)燈泡中的電流I IL L= = A=0.1 A= = A=0.1 AStBtE42StBtE2RrRRrERE總422225 . 0(2)(2)由于燈泡亮度沒有變化由于燈泡亮度沒有變化, ,故故I IL L沒變化沒變化. .根據(jù)根據(jù)E E=BdBdv vI I =U UL L= = I IL L= =解得解得v v=1 m/s=1 m/s答案答案 (1)0.1 A (2)1 m/s(1)0.1 A (2)1 m/sLLRRRRrERE總LLRRRRI LLRU【評分標(biāo)準(zhǔn)評分標(biāo)準(zhǔn)】 本題共本題共1818分，分，式式5 5分，分，式式各各3 3分分式各式各2 2分。分

25、?！久麕煂?dǎo)析【名師導(dǎo)析】本題考查了求感應(yīng)電動(dòng)勢兩個(gè)公式的應(yīng)用本題考查了求感應(yīng)電動(dòng)勢兩個(gè)公式的應(yīng)用, ,本題中本題中, ,易錯(cuò)點(diǎn)是不同情況下電路的結(jié)構(gòu)分析不清易錯(cuò)點(diǎn)是不同情況下電路的結(jié)構(gòu)分析不清, ,兩種不兩種不同情況下感應(yīng)電動(dòng)勢大小計(jì)算公式選擇錯(cuò)誤同情況下感應(yīng)電動(dòng)勢大小計(jì)算公式選擇錯(cuò)誤. .計(jì)算計(jì)算本題時(shí)本題時(shí), ,注意題目給定的條件是燈泡的電流沒有變注意題目給定的條件是燈泡的電流沒有變化化. .此外此外, ,注意解決電磁感應(yīng)問題時(shí)盡量能分步求注意解決電磁感應(yīng)問題時(shí)盡量能分步求解解, ,中間量盡量計(jì)算求出結(jié)果中間量盡量計(jì)算求出結(jié)果. .自我批閱自我批閱(2008(2008廣東廣東 18)(24

26、18)(24分分) )如圖如圖6(a)6(a)所示所示, ,水平放置的兩水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌根平行金屬導(dǎo)軌, ,間距間距L L=0.3 m,=0.3 m,導(dǎo)軌左端連接導(dǎo)軌左端連接R R= =0.6 0.6 的電阻的電阻. .區(qū)域區(qū)域abcdabcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B B= =0.6 T0.6 T的勻強(qiáng)磁場的勻強(qiáng)磁場, ,磁場區(qū)域?qū)挻艌鰠^(qū)域?qū)扗 D=0.2 m.=0.2 m.細(xì)金屬細(xì)金屬棒棒A A1 1和和A A2 2用長為用長為2 2D D=0.4 m=0.4 m的輕質(zhì)絕緣桿連接的輕質(zhì)絕緣桿連接, ,放置放置在導(dǎo)軌平面上在導(dǎo)軌平面上, ,并與導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌垂直,

27、 ,每根金屬棒在導(dǎo)軌間每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為的電阻均為r r=0.3 ,=0.3 ,導(dǎo)軌電阻不計(jì)導(dǎo)軌電阻不計(jì). .使金屬棒以恒使金屬棒以恒定速度定速度v v=1.0 m/s=1.0 m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場沿導(dǎo)軌向右穿越磁場, ,計(jì)算從金屬計(jì)算從金屬棒棒A A1 1進(jìn)入磁場進(jìn)入磁場( (t t=0)=0)到到A A2 2離開磁場的時(shí)間內(nèi)離開磁場的時(shí)間內(nèi), ,不同時(shí)不同時(shí)間段通過電阻間段通過電阻R R的電流強(qiáng)度的電流強(qiáng)度, ,并在圖并在圖(b)(b)中畫出中畫出. .圖圖6 6解析解析 A A1 1從進(jìn)入磁場到離開的時(shí)間從進(jìn)入磁場到離開的時(shí)間t t1 1= =0.2 s (2= =0.2

28、s (2分分) )在在0 0 t t1 1時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi)A A1 1產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E E= =BlBlv v=0.6=0.60.30.31.0 V=0.18 V (31.0 V=0.18 V (3分分) )由圖由圖(a)(a)知知, ,電路的總電阻電路的總電阻R R0 0= =r r+ =0.5 (2+ =0.5 (2分分) )總電流總電流I I= =0.36 A (1= =0.36 A (1分分) )通過通過R R的電流的電流I IR R= =0.12 A (2= =0.12 A (2分分) )s0 . 12 . 0vDRrrR0RE3IA A1 1離開磁場離開磁場t t1

29、1=0.2 s=0.2 s至至A A2 2未進(jìn)入磁場未進(jìn)入磁場t t2 2= =0.4 s= =0.4 s的時(shí)間內(nèi)的時(shí)間內(nèi), ,回路中無電流回路中無電流, ,I IR R=0 (2=0 (2分分) )從從A A2 2進(jìn)入磁場進(jìn)入磁場t t2 2=0.4 s=0.4 s至離開磁場至離開磁場t t3 3= =0.6 s (2= =0.6 s (2分分) )時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,A A2 2上的感應(yīng)電動(dòng)勢上的感應(yīng)電動(dòng)勢E E=0.18 V (2=0.18 V (2分分) )同理可知同理可知, ,電路總電阻電路總電阻R R0 0=0.5 ,=0.5 ,總電流總電流I I=0.36 A (2=0.36 A

30、(2分分) )流過流過R R的電流的電流I IR R=0.12 A (2=0.12 A (2分分) )vD2vDD2綜合上述計(jì)算結(jié)果綜合上述計(jì)算結(jié)果, ,繪制通過繪制通過R R的電流與時(shí)間的關(guān)系的電流與時(shí)間的關(guān)系圖線圖線, ,如下圖所示如下圖所示 (4(4分分) )答案答案 0 0 0.2 s0.2 s內(nèi)內(nèi), ,I IR R=0.12 A;0.2 s=0.12 A;0.2 s 0.4 s0.4 s內(nèi)內(nèi), ,I IR R=0 A;=0 A;0.4 s0.4 s 0.6 s0.6 s內(nèi)內(nèi), ,I IR R=0.12 A.=0.12 A.見解析圖見解析圖素能提升素能提升1.1.如圖如圖7 7所示所示

31、, ,abcdabcd是金屬導(dǎo)線做成的是金屬導(dǎo)線做成的 長方形線框長方形線框, ,MNMN是可以在是可以在abab、cdcd上滑上滑 動(dòng)并能保持與動(dòng)并能保持與abab、cdcd良好接觸的金屬良好接觸的金屬 棒棒, ,除導(dǎo)體棒除導(dǎo)體棒MNMN和線框和線框abab邊外其余電邊外其余電 阻均不計(jì)阻均不計(jì), ,整個(gè)線框均處在與框面垂直的勻強(qiáng)磁場整個(gè)線框均處在與框面垂直的勻強(qiáng)磁場 中中, ,當(dāng)當(dāng)MNMN由靠近由靠近acac邊處向邊處向bdbd邊勻速滑動(dòng)的過程中邊勻速滑動(dòng)的過程中, , 下列說法正確的是下列說法正確的是 ( )( ) A. A.MNMN中的電流大小不變中的電流大小不變 B.B.MNMN中的

32、電流先增大后減小中的電流先增大后減小 C.C.MNMN中的電流先減小后增大中的電流先減小后增大 D.D.MNMN兩端的電勢差先減小后增大兩端的電勢差先減小后增大C C圖圖7 72.2.矩形導(dǎo)線框矩形導(dǎo)線框abcdabcd固定在勻強(qiáng)磁場中固定在勻強(qiáng)磁場中, ,磁感線的方向磁感線的方向 與導(dǎo)線框所在平面垂直與導(dǎo)線框所在平面垂直, ,規(guī)定磁場的正方向垂直紙規(guī)定磁場的正方向垂直紙 面向里面向里, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖8 8所示所示. . 若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流I I的正方向的正方向, ,下列各圖下列各圖 中正確的是中正確的是

33、 ( )( )圖圖8 8答案答案 D 3.3.如圖如圖9 9所示所示, ,豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán), , 半徑為半徑為a a, ,總電阻為總電阻為R R( (指拉直時(shí)兩端的指拉直時(shí)兩端的 電阻電阻),),磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場垂的勻強(qiáng)磁場垂 直穿過環(huán)平面直穿過環(huán)平面, ,與環(huán)的最高點(diǎn)與環(huán)的最高點(diǎn)A A鉸鏈連鉸鏈連 接的長度為接的長度為2 2a a、電阻為、電阻為 的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒ABAB由水平位由水平位 置緊貼環(huán)面擺下置緊貼環(huán)面擺下, ,當(dāng)擺到豎直位置時(shí)當(dāng)擺到豎直位置時(shí), ,B B點(diǎn)的線速點(diǎn)的線速 度為度為v v, ,則這時(shí)則這時(shí)ABAB兩端的電壓大小為兩端的

34、電壓大小為 ( )( ) A. B. C. D. A. B. C. D.BaBav v 2R32vBa6vBa3vBa圖圖9 9解析解析 擺到豎直位置時(shí)擺到豎直位置時(shí), ,ABAB切割磁感線的瞬時(shí)感應(yīng)電切割磁感線的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢動(dòng)勢E E= =B B2 2a a( ( v v)=)=BaBav v. .由閉合電路歐姆定律由閉合電路歐姆定律得得, ,U UABAB= = BaBav v, ,故選故選A.A.答案答案 A A2131442RRRE4.4.兩塊水平放置的金屬板間的兩塊水平放置的金屬板間的 距離為距離為d d, ,用導(dǎo)線與一個(gè)多匝用導(dǎo)線與一個(gè)多匝 線圈相連線圈相連, ,線圈電阻為線圈電

35、阻為r r, ,線圈線圈 中有豎直方向均勻變化的磁中有豎直方向均勻變化的磁 場場, ,其磁通量的變化率為其磁通量的變化率為k k, , 電阻電阻R R與金屬板連接與金屬板連接, ,如圖如圖 1010所示所示. .兩板間有一個(gè)質(zhì)量為兩板間有一個(gè)質(zhì)量為m m, ,電荷量為電荷量為+ +q q的油滴恰的油滴恰 好處于靜止?fàn)顟B(tài)好處于靜止?fàn)顟B(tài), ,重力加速度為重力加速度為g g, ,則線圈中的磁感應(yīng)則線圈中的磁感應(yīng) 強(qiáng)度強(qiáng)度B B的變化情況和線圈的匝數(shù)的變化情況和線圈的匝數(shù)n n分別為分別為 ( )( )圖圖1010A.A.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B豎直向上且正在增強(qiáng)豎直向上且正在增強(qiáng), ,B.B.磁感

36、應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B豎直向下且正在增強(qiáng)豎直向下且正在增強(qiáng), ,C.C.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B豎直向上且正在減弱豎直向上且正在減弱, ,D.D.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B豎直向下且正在減弱豎直向下且正在減弱, ,kqdmgn kqdmgn kRqrRdmgn)(kRqrRdmgn)(解析解析 對油滴受力分析對油滴受力分析, ,mgmg= =qEqE, ,電容器下極板電勢較電容器下極板電勢較高高, ,由楞次定律可判知磁感應(yīng)強(qiáng)度由楞次定律可判知磁感應(yīng)強(qiáng)度B B向下正在減弱或向下正在減弱或B B向上且正在增強(qiáng)向上且正在增強(qiáng), ,由以上各式可求得由以上各式可求得 D D正確正確. .答案答案 D,

37、nktnEErRRUdUE,)(kRqrRdmgn5.5.矩形導(dǎo)線框矩形導(dǎo)線框abcdabcd放在勻強(qiáng)磁場中放在勻強(qiáng)磁場中, ,在外力控制下在外力控制下 靜止不動(dòng)靜止不動(dòng), ,磁感線方向與線圈平面垂直磁感線方向與線圈平面垂直, ,磁感應(yīng)強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng) 度度B B隨時(shí)間變化的圖象如圖隨時(shí)間變化的圖象如圖1111所示所示. .t t=0=0時(shí)刻時(shí)刻, ,磁感磁感 應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里. .在在0 04 s4 s時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,線線 框框adad邊受安培力隨時(shí)間變化的圖象邊受安培力隨時(shí)間變化的圖象( (安培力的方安培力的方 向規(guī)定以向左為正方向向規(guī)定以向左為正方向),),可

38、能是下圖中的可能是下圖中的( )( )圖圖1111解析解析 根據(jù)題圖根據(jù)題圖, ,由由E E= = 和和I I= = 可知可知, ,在在0 04 s4 s時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電流大小恒定時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電流大小恒定. .根據(jù)楞次定律可根據(jù)楞次定律可知知, ,在在0 02 s2 s時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,電流沿順時(shí)針方向電流沿順時(shí)針方向; ;在在2 24 s4 s時(shí)間時(shí)間內(nèi)內(nèi), ,電流沿逆時(shí)針方向電流沿逆時(shí)針方向; ;根據(jù)左手定則可知根據(jù)左手定則可知adad邊所受邊所受安培力的方向安培力的方向: :在在0 01 s1 s時(shí)間內(nèi)向左時(shí)間內(nèi)向左, ,在在1 12 s2 s時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi)向右向右, ,在在2 23 s3

39、s時(shí)間內(nèi)向左時(shí)間內(nèi)向左, ,在在3 34 s4 s時(shí)間內(nèi)向右時(shí)間內(nèi)向右,A,A、C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;盡管電流大小不變盡管電流大小不變, ,可可F Fadad= =BLBLadadI I, ,B B在均勻變在均勻變化化, ,故每段時(shí)間內(nèi)的安培力在均勻變化故每段時(shí)間內(nèi)的安培力在均勻變化, ,因此因此B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤, ,D D正確正確. .答案答案 D DtBStRE6.6.如圖如圖1212所示所示,兩個(gè)同心金屬環(huán)兩個(gè)同心金屬環(huán),大大 環(huán)半徑為環(huán)半徑為a a,小環(huán)半徑為小環(huán)半徑為b b,兩環(huán)間兩環(huán)間 的半徑方向均勻連接的半徑方向均勻連接n n根相同的根相同的 直導(dǎo)線直導(dǎo)線,每根直導(dǎo)線上都接一個(gè)每根直

40、導(dǎo)線上都接一個(gè) 阻值恒為阻值恒為R R的相同小燈泡的相同小燈泡,在兩環(huán)在兩環(huán) 間存在一個(gè)固定的、形狀和面積都與相鄰兩直導(dǎo)間存在一個(gè)固定的、形狀和面積都與相鄰兩直導(dǎo) 線間隔相同的勻強(qiáng)磁場線間隔相同的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B.環(huán)在外力環(huán)在外力作用下繞垂直兩環(huán)中心的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)作用下繞垂直兩環(huán)中心的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)周設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)周 期為期為T T,且每個(gè)小燈泡都能發(fā)光且每個(gè)小燈泡都能發(fā)光.除了燈泡電阻外除了燈泡電阻外 其他電阻均不計(jì)其他電阻均不計(jì).圖圖1212(1)(1)求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小. .(2)(2)求所有小燈泡的總功率求所有小燈泡的總功率. .(3)(

41、3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)進(jìn)入磁場中的燈泡比其他的亮實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)進(jìn)入磁場中的燈泡比其他的亮, ,這這個(gè)最亮燈泡的功率是其他單個(gè)燈泡功率的多少倍個(gè)最亮燈泡的功率是其他單個(gè)燈泡功率的多少倍? ?解析解析 (1)(1)金屬環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度金屬環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度= , ,任意時(shí)刻一定有一根直導(dǎo)線在做任意時(shí)刻一定有一根直導(dǎo)線在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)切割磁感線運(yùn)動(dòng), ,等效電路圖如右圖等效電路圖如右圖所示所示. .產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E E= = B B(a a2 2- -b b2 2) )T221(2)(2)燈泡、導(dǎo)線組成的閉合回路的總電阻為燈泡、導(dǎo)線組成的閉合回路的總電阻為R R總總= =R R+ +故所有燈泡

42、的總功率故所有燈泡的總功率P P總總= = =(3)(3)處于磁場中的燈泡在感應(yīng)電路的電源之中處于磁場中的燈泡在感應(yīng)電路的電源之中, ,故通故通過它的電流為通過其他燈泡中電流的過它的電流為通過其他燈泡中電流的( (n n-1)-1)倍倍. .又因又因?yàn)闊襞莨β蕿闊襞莨β蔖 P= =I I2 2R R, ,故該燈泡與其他燈泡的功率之故該燈泡與其他燈泡的功率之比比: =: =（n n-1-1）2 2.答案答案 (1) (1) B B(a a2 2- -b b2 2) (2) ) (2) (3)(3)(n n-1)-1)2 2RnnnR11總RE2nRbaBn4)() 1(22222PP021nRbaBn4)