1、第三节 电磁感应中的电路和图象问题第九章 电磁感应栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应一、电磁感应中的电路问题 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_(2)该 部 分 导 体 的 电 阻 或 线 圈 的 电 阻 相 当 于 电 源 的_，其余部分是_ 电源内阻外电阻栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应2电源电动势和路端电压(1)电动势：E_或E_.(2)路端电压：UIR_.ntBlvERrR栏目导引学科素养专项提能多维课堂考
2、点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应 1.(多选)用均匀导线做成的正方形线圈边长为 l，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以Bt 的变化率增强时，则()A线圈中感应电流方向为 acbdaB线圈中产生的电动势 EBt l22C线圈中 a 点电势高于 b 点电势D线圈中 a、b 两点间的电势差为Bt l22AB栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应二、电磁感应中的图象问题 1图象类型(1)随时间t变化的图象如Bt图象、t图象、Et图象和it图象(2)随位移x变化的图象如Ex
3、图象和ix图象 2问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象(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(3)利用给出的图象判断或画出新的图象栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应2.(单选)(2015泉州模拟)如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60的斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导 体 棒 ab 垂直导轨放置，除电阻R的阻 值外，其余电阻不计，导体棒 ab在 水平外力F 作用下始终处于静止状态规定ab 的方向为电流的正方向，水平
4、向右的方向为外力F的正方向，则在0t1时间内，选项 图中能 正确反映流过导体棒ab 的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是()D栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应考点一 电磁感应中的电路问题1对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就是电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等这种电源将其他形式的能转化为电能 2对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电
5、阻、电容等电学元件组成 栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应3解决电磁感应中电路问题的一般思路(1)确定等效电源，利用 Ent 或 EBlvsin 求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图(3)利用电路规律求解主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应一般电磁感应电路的分析与计算(2016石家庄质检)如图甲所示，两根足够长的平行光滑
6、金属导轨 MN、PQ 被固定在水平面上，导轨间距 l0.6 m，两导轨的左端用导线连接电阻 R1 及理想电压表 V，电阻为 r2 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 R12，R21，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，CE0.2 m，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应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
7、数始终保持不变求：栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(1)t0.1 s 时电压表的示数；(2)恒力 F 的大小；(3)从 t0 时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量审题突破(1)在 00.2 s 内，R1、R2 和金属棒是如何连接的？电压表示数等于感应电动势吗？(2)电压表示数始终保持不变，说明金属棒做什么运动？栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应解析(1)设磁场宽度为 dCE，在 00.2 s 的时间内，有 E t B t ld0.6 V此时，
8、R1 与金属棒并联后再与 R2 串联RR 并R21 1 2 UERR 并0.3 V.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(2)金属棒进入磁场后，R1 与 R2 并联后再与 r 串联，有IUR1UR20.45 AFABIlFA1.000.450.6 N0.27 N由于金属棒进入磁场后电压表的示数始终不变，所以金属棒做匀速运动，所以恒力 F 的大小 FFA0.27 N.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(3)在 00.2 s 的时间内有 QE2R t0.036
9、J金属棒进入磁场后，有R R1R2R1R2r83 EIR1.2 VEBlv，v2.0 m/stdv0.22s0.1 sQEIt0.054 JQ 总QQ0.036 J0.054 J0.09 J.答案(1)0.3 V(2)0.27 N(3)0.09 J栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应含容电磁感应电路的分析与计算 在同一水平面的光滑平行导轨 P、Q 相距 l1 m，导轨左端接有如图所示的电路其中水平放置的平行板电容器两极板 M、N 相距 d10 mm，定值电阻 R1R212，R32，金属棒 ab 的电阻 r2，其他电阻不计磁感应
10、强度 B0.5 T 的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒 ab 沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应质量 m11014 kg，电荷量 q11014 C 的微粒恰好静止不动取 g10 m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好且速度保持恒定试求：(1)匀强磁场的方向；(2)ab 两端的路端电压；(3)金属棒 ab 运动的速度栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应解析(1)负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因
11、为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故 M 板带正电ab棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab 棒等效于电源，感应电流方向由 ba，其 a 端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下审题突破 本题可按以下思路进行求解：微粒静止，重力等于电场力 电场强度的大小和方向 电路中的电流和电动势 金属棒的运动速度栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(2)微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mgEq又 EUMNd所以 UMNmgdq 0.1 VR3 两端电压与电容器两端电压相等，由欧姆定律得通过 R3的电流为
12、 IUMNR3 0.05 A则 ab 棒两端的电压为 UabUMNI R1R2R1R20.4 V.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势 EBLv由闭合电路欧姆定律得 EUabIr0.5 V联立解得 v1 m/s.答案(1)竖直向下(2)0.4 V(3)1 m/s栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应1对等效于电源的导体或线圈，两端的电压一般不等于感应电动势，只有在其电阻不计时才相等2沿等效电源中感应电流的方向，电势逐渐升高.
13、栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应考点二 电磁感应中的图象问题1题型特点：一般可把图象问题分为三类(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;(3)根据图象定量计算 2解题关键：弄清初始条件，正、负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进、出磁场的转折点是解决问题的关键 栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应3解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是 Bt 图象还是 t 图象，或者
14、是Et 图象、It 图象等；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等；(6)画出图象或判断图象栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应“由因及果”类图象的选择(单选)(2016山西太原期中测试)如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为 2L，高为 L.在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为 B.一
15、边长为 L、总电阻为 R 的正方形导线框 abcd，从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过磁场区域取沿顺时针方向的感应电流为正，下列表示线框中电流 i 随 bc 边的位置坐标 x 变化的图象正确的是()D栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应解析bc 边的位置坐标 x 在 L2L 过程中，线框 bc 边有效切割长度 lxL，感应电动势 EBlvB(xL)v，感应电流 iERB（xL）vR，根据楞次定律判断出感应电流
16、方向沿 abcda，为正值；x 在 2L3L 过程中，ad 边和bc 边都切割磁感线，产生感应电动势，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律判断出感应电流方向沿 adcba，为负值，线框有效切割长度 lL，感应电动势 EBlvBLv，感应电流 iBLvR；x 在 3L4L 过程中，栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应线框 ad 边有效切割长度 lL(x3L)4Lx，感应电动势 EBlvB(4Lx)v，感应电流 iB（4Lx）R，根据楞次定律判断出感应电流方向沿 abcda，为正值，由数学知识得 D 正确栏目导引学科素养专项提能多维
17、课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应“由果索因”类图象的选择(单选)(2016河北唐山模拟)矩形导线框 abcd 固定在变化的磁场中，产生了如图所示的电流(电流方向沿 abcda为正方向)若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向，能够产生如图所示电流的磁场为()D栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应解析由题图可知，0t 内，线圈中的电流的大小与方向都不变，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中的磁通量的变化率相同，故 0t 内磁感应强度与时间的关系是一条斜线又由于 0t 时间内电流的方向为正，由
18、楞次定律可知，电路中感应电流的磁场方向垂直纸面向里，与原磁场方向相同，所以是向里的磁场减小，或向外的磁场增大；同理，在t2t 的时间内，是向里的磁场增大，或向外的磁场减小只有选项 D 正确栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应解决图象类选择题的最简方法分类排除法首先对题中给出的四个图象根据大小或方向变化特点分类，然后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)，特别是用物理量的方向，排除错误选项，此法最简捷、最有效.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高
19、效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应微专题28 方法技巧电磁感应电路与图象综合问题的求解(18 分)如图甲所示，在垂直于匀强磁场 B 的平面内，半径为 r 的金属圆盘绕过圆心 O 的轴转动，圆心 O 和边缘 K通过电刷与一个电路连接电路中的 P 是加上一定正向电压才能导通的电子元件流过电流表的电流 I 与圆盘角速度 的关系如图乙所示，其中 ab 段和 bc 段均为直线，且 ab 段过坐标原点0 代表圆盘逆时针转动已知：R3.0，B1.0 T，r0.2 m忽略圆盘、电流表和导线的电阻栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(1)根
20、据图乙写出 ab、bc 段对应的 I 与 的关系式；(2)求出图乙中 b、c 两点对应的 P 两端的电压 Ub、Uc；(3)分别求出 ab、bc 段流过 P 的电流 IP 与其两端电压 UP 的关系式栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应审题突破(1)审电路栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(2)审图象栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(1)由题图乙可知，在 ab 段I 150(45 rad
21、/s15 rad/s)(2 分)在 bc 段I 1000.05(15 rad/s45 rad/s)(2 分)栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(2)由题意可知，P 两端的电压 UP 等于圆盘产生的电动势，UP12Br2(2 分)b 点时 b15 rad/s，Ub12Br2b0.3 V(2 分)c 点时 c45 rad/s，Uc12Br2c0.9 V(2 分)栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(3)由题图乙中电流变化规律可知电子元件 P在 b 点时开始导通，
22、则：在 ab 段IP0(0.9 VUP0.3 V)(2 分)在 bc 段 IPIUPR(2 分)而 I 1000.05，UP12Br2(2 分)联立可得 IPUP6 0.05(0.3 VUP0.9 V)(2 分)答案 见解析栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应解决电路与图象综合问题的思路1电路分析：弄清电路结构，画出等效电路图，明确计算电动势的公式2图象分析(1)弄清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系；(2)挖掘图象中的隐含条件，明确有关图线所包围的面积、图线的斜率(或其绝对值)、截距所表示的物理意义3定量计算：运用有关
23、物理概念、公式、定理和定律列式计算.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(2016南京市模拟)如图甲，MN、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成 30角固定，M、P 之间接电阻箱 R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为 B0.5 T质量为 m 的金属杆 ab水平放置在轨道上，且与轨道垂直，其接入电路的电阻值为r.现从静止释放杆 ab，测得最大速度为 vm.改变电阻箱的阻值R，得到 vm与 R 的关系如图乙所示已知轨道间距为 L2 m，重力加速度 g 取 10 m/s2，轨道足够长且电阻不计栏目
24、导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应(1)当 R0 时，求杆 ab 匀速下滑过程中产生感生电动势 E的大小并判断杆中的电流方向；(2)求金属杆的质量 m 和阻值 r；(3)当 R4 时，求回路瞬时电功率每增加 1 W 的过程中合外力对杆做功 W.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应解析:(1)由图可知，当 R0 时，杆最终以 v2 m/s 匀速运动，产生的电动势为 EBLv2 V由右手定则可判断，杆中电流方向从 ba.(2)设最大速度为 v，杆切割磁感线产生的感应
25、电动势EBLv由闭合电路欧姆定律有 I ERr杆达到最大速度时满足 mgsin BIL0解得 vmgsin B2L2 Rmgsin B2L2 r栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应由图象可知斜率为 k422m/(s)1 m/(s)纵截距为 v02 m/s得到mgsin B2L2 rv0mgsin B2L2 k解得 m0.2 kg，r2.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应答案(1)2 V ba(2)0.2 kg 2 (3)0.6 J(3)由题意有 EBLv，P E2Rr得 PB2L2v2RrPB2L2v22Rr B2L2v21Rr由动能定理得W12mv2212mv21Wm（Rr）2B2L2PW0.6 J.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第九章 电磁感应本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
