【學(xué)海導(dǎo)航】高中物理第2輪復(fù)習(xí) 專題4 第2講 電磁感應(yīng)和電路課件

第講2電磁感應(yīng)和電路專題四電路和電磁感應(yīng)在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，則導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源．將它們接上電阻或用電器可以對用電器供電，接上電容器可以使電容器充電．因此電磁感應(yīng)往往與電路問題聯(lián)系在一起，一方面要考慮電磁學(xué)有關(guān)規(guī)律，另一方面要考慮電路中的有關(guān)規(guī)律．感應(yīng)電路除涉及電功率、端電壓、電功和電熱等問題外，力學(xué)特征更明顯．解決電磁感應(yīng)電路問題的關(guān)鍵就是借鑒或利用相似原型來啟發(fā)理解和變換物理模型，即把電磁感應(yīng)的問題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路，把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體等效為內(nèi)電路．感應(yīng)電動勢的大小相當(dāng)于電源電動勢．其余部分相當(dāng)于外電路，并畫出等效電路圖．此時，處理問題的方法與閉合電路求解基本一致，唯一要注意的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有時導(dǎo)體兩端有電壓，但沒有電流流過，這類似于電源兩端有電勢差但沒有接入電路時，電流為零．求解這一類問題的步驟為：

類型一：法拉第電磁感定律與電路【例1】(湖南省長沙市一中2011屆高三月考試卷七)如圖4-2-1所示，在坐標(biāo)系xOy中，在-L≤x<0區(qū)域存在強弱可變化的磁場B1，在0≤x≤2L區(qū)域存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度B2=2.0T，磁場方向均垂直于紙面向里．一邊長為L=0.2m、總電阻為R=0.8的正方形線框靜止于xOy平面內(nèi)，線框的一邊與y軸重合．圖4-2-1(1)若磁場B1的磁感應(yīng)強度在t=0.5s的時間內(nèi)由2T均勻減小至0，求線框在這段時間內(nèi)產(chǎn)生的電熱為多少？(2)撤去磁場B1，讓線框從靜止開始以加速度a=0.4m/s2沿x軸正方向做勻加速直線運動，求線框剛好全部出磁場前瞬間的發(fā)熱功率．(3)在(2)的條件下，取線框中逆時針方向的電流為正方向，試在圖4-2-2給出的坐標(biāo)紙上作出線框中的電流I隨運動時間t的關(guān)系圖線．(不要求寫出計算過程，但要求寫出圖線端點的坐標(biāo)值，可用根式表示)圖4-2-2【解析】(1)線框中產(chǎn)生的電動勢為(3)如圖：【變式題】(2011·四川)如圖4-2-3所示，在勻強強磁場中勻速速轉(zhuǎn)動的矩形形線圈的周期期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方方向，線圈電電阻為2Ω.從線圈平面與與磁場方向平平行時開始計計時，線圈轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過60°時的感應(yīng)電流流為1A.那么()圖4-2-3AC【解析】由題意可知，，類型二：動生生電動勢的大大小與右手定定則【例2】如圖4-2-4所示，水平面面內(nèi)有一平行行金屬導(dǎo)軌，，導(dǎo)軌光滑且且電阻不計，，勻強磁場與與導(dǎo)軌平面垂垂直．阻值為為R的導(dǎo)體棒垂直直于導(dǎo)軌靜止止放置，且與與導(dǎo)軌接觸良良好．t=0時，將開關(guān)S由1擲到2.q、i、v和a分別表示電容容器所帶的電電荷量、棒中中的電流、棒棒的速度和加加速度，下列列圖象正確的的是()圖4-2-4【解析】由圖分析可知知，電容器放放電有電流通通過導(dǎo)體棒，，棒將向右加加速運動，隨隨速度增大，，導(dǎo)體切割磁磁感線產(chǎn)生的的電動勢隨之之增大，電流流減小，當(dāng)速速度達(dá)到某值值時，電流為為0，做勻速運動動，故電容器器兩端仍存在在電壓，q不為0，A錯；電流逐漸漸減小，B錯；速度先增增大后不變，，C錯；由于電流流減小，F(xiàn)安減小，a減小直至為0，D對．【答案】D【變式題】(2011·海南)如圖4-2-5，EOF和E′O′F′為空間一勻強強磁場的邊界界，其中EO∥E′O′，F(xiàn)O∥F′O′，且EO⊥OF；OO′為∠EOF的角平分線，，OO′間的距離為l；磁場方向垂垂直于紙面向向里．一邊長長為l的正方形導(dǎo)線線框沿OO′方向勻速通過過磁場，t=0時刻恰好位于于圖示位置．．規(guī)定導(dǎo)線框框中感應(yīng)電流流沿逆時針方方向時為正，，則感應(yīng)電流流i與時間t的關(guān)系圖線可可能正確的是是()圖4-2-5答案：B【解析】從圖示位置到到左邊框運動動至O′點，感應(yīng)電流流均勻增大為為正；左邊框框再運動至OO′中點過程，感感應(yīng)電流為正正不變；左邊邊框由OO′中點再運動至至O過程感應(yīng)電流流先減小后改改變方向增大大；以后右邊邊框再運動至至OO′中點過程，感感應(yīng)電流為負(fù)負(fù)不變；右邊邊框再運動至至O過程感應(yīng)電流流減小至0，圖B正確．類型三：電磁磁感應(yīng)與簡單單的力學(xué)綜合合【例3】(2011·上海)如圖4-2-6，均勻帶正電電的絕緣圓環(huán)環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置置，當(dāng)a繞O點在其所在平平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時時，b中產(chǎn)生順時針針方向的感應(yīng)應(yīng)電流，且具具有收縮趨勢勢，由此可知知，圓環(huán)a()A．順時針加速速旋轉(zhuǎn)B．順時針減速速旋轉(zhuǎn)C．逆時針加速速旋轉(zhuǎn)D．逆時針減速速旋轉(zhuǎn)圖4-2-6【解析】本題考查法拉拉第電磁感應(yīng)應(yīng)．由題意知知：圓環(huán)a、b電流方向相同同，在安培力力作用下體現(xiàn)現(xiàn)出相互吸引引的效果，且且根據(jù)“增反反減同”原則則，a環(huán)在減速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)．【答案】D【變式題】(2011·浙江)如圖甲所示，，在水平面上上固定有長為為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型導(dǎo)軌，在““U”型導(dǎo)軌右側(cè)l=0.5m范圍內(nèi)存在垂垂直紙面向里里的勻強磁場場，且磁感應(yīng)應(yīng)強度隨時間間變化規(guī)律如如圖乙所示．．在t=0時刻，質(zhì)量為為m=0.1kg的導(dǎo)體棒以v0=1m/s的初速度從導(dǎo)導(dǎo)軌的左端開開始向右運動動，導(dǎo)體棒與與導(dǎo)軌之間的的動摩擦因數(shù)數(shù)為μ=0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體體棒單位長度度的電阻均為為l=0.1Ω/m，不計導(dǎo)體棒棒與導(dǎo)軌之間間的接觸電阻阻及地磁場的的影響(取g=10m/s2)．(1)通過計算分析析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運運動情況；(2)計算4s內(nèi)回路中電流流的大小，并并判斷電流方方向；(3)計算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的的焦耳熱．【解析】(1)導(dǎo)體棒先在無無磁場區(qū)域做做勻減速運動動，有導(dǎo)體棒停止運運動，即v1=0并代