（精品講義）模塊要點(diǎn)回眸7word版含答案22

02/303/3/第7點(diǎn)電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題1.對(duì)電源的理解：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.如：切割磁感線的導(dǎo)體棒、內(nèi)有磁通量變化的線圈等.這種電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，都是利用“相當(dāng)于電源”的部分根據(jù)右手定則或楞次定律判定的.實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)注意外電路電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì)，而內(nèi)電路則相反.2.對(duì)電路的理解：內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電阻、電容器等電學(xué)元件組成.在閉合電路中，“相當(dāng)于電源”的導(dǎo)體兩端的電壓與真實(shí)的電源兩端的電壓一樣，等于路端電壓，而不等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).3.解決電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題三步曲：(1)確定電源.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(dòng)勢(shì)，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源，利用E＝neq\f(ΔΦ,Δt)或E＝Blv求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，利用右手定則或楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向.(2)分析電路結(jié)構(gòu)(內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)關(guān)系)，畫(huà)出等效電路圖.(3)利用電路規(guī)律求解.主要應(yīng)用閉合電路歐姆定律及串、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解.對(duì)點(diǎn)例題如圖1所示，半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.2T，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)同心地放置，磁場(chǎng)與環(huán)面垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m，金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R＝2Ω，一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì).圖1(1)若棒以v＝5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng)，求棒滑過(guò)圓環(huán)直徑OO′的瞬間MN中的電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)燈L1的電流.(2)撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)OL2O′以O(shè)O′為軸向上翻轉(zhuǎn)90°，若此后磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，其變化率為eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(4,π)T/s，求L1的功率.解題指導(dǎo)審題時(shí)注意分析：棒滑過(guò)圓環(huán)直徑OO′的瞬間，導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度是多大？感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如何計(jì)算？電路結(jié)構(gòu)是怎樣的？將右面的半圓環(huán)翻轉(zhuǎn)90°后，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效面積是多大？感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如何計(jì)算？電路結(jié)構(gòu)是怎樣的？(1)棒滑過(guò)圓環(huán)直徑OO′的瞬間，MN中的電動(dòng)勢(shì)E1＝2Bav＝0.8V等效電路如圖甲所示，流過(guò)燈L1的電流I1＝eq\f(E1,R)＝0.4A(2)撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)OL2O′以O(shè)O′為軸向上翻轉(zhuǎn)90°，半圓環(huán)OL1O′中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，燈L2為外電路，等效電路如圖乙所示，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(πa2,2)·eq\f(ΔB,Δt)＝0.32VL1的功率P1＝(eq\f(E2,2R))2·R＝1.28×10－2W.答案(1)0.8V0.4A(2)1.28×10－2W如圖2甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距l(xiāng)＝0.6m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表V，電阻為r＝2Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R1＝2Ω，R2＝1Ω，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計(jì).在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的磁場(chǎng)，CE＝0.2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示.開(kāi)始時(shí)電壓表有示數(shù)，當(dāng)電壓表示數(shù)變?yōu)榱愫?，?duì)金屬棒施加一水平向右的恒力F，使金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)電壓表的示數(shù)又變?yōu)樵瓉?lái)的值，金屬棒在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中電壓表的示數(shù)始終保持不變.求：圖2(1)t＝0.1s時(shí)電壓表的示數(shù)；(2)恒力F的大??；(3)從t＝0時(shí)刻到金屬棒運(yùn)動(dòng)出磁場(chǎng)的過(guò)程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量.答案(1)0.3V(2)0.27N(3)0.09J解析(1)設(shè)磁場(chǎng)寬度為d＝CE，在0～0.2s的時(shí)間內(nèi)，有E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)ld＝0.6V此時(shí)，R1與金屬棒并聯(lián)后再與R2串聯(lián)R＝R并＋R2＝1Ω＋1Ω＝2ΩU＝eq\f(E,R)R并＝0.3V.(2)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，R1與R2并聯(lián)后再與r串聯(lián)，有I′＝eq\f(U,R1)＋eq\f(U,R2)＝0.45AF安＝BI′l＝1.0×0.45×0.6N＝0.27N由于金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后電壓表的示數(shù)始終不變，所以金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)，有F＝F安F＝0.27N.(3)在0～0.2s的時(shí)間內(nèi)有Q＝eq\f(E2,R)t＝0.036J金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，有R′＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＋r＝eq\f(8,3)ΩE′＝I′R′＝1.