1、热点突破： 电磁感应中的电路问题,1.热点透析,2.典例剖析,3.规律方法,4.跟踪训练,第九章 电磁感应,5.真题演练,一、热点透析,1.热点透析,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电源 (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_ 2电源电动势和路端电压 (1)电动势：E_或En /t. (2)路端电压：UIR_. (3)在电磁感应电路中，相当于电源的 部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能 (4)“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势,内阻,外电路,Blv,EIr,电磁感应中的电路问题,3.电磁感应中电路知识的关系图,4
2、.解决电磁感应中的电路问题三部曲,5. 问题归类,感应电动势E、电流I、路端电压U、电路中通过的电荷量q以及闭合电路中的能量转化等,法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电流的定义、功能关系以及能量守恒定律等,六个基本物理量(电压、电流、电阻、电功、电功率和电热)、电容器充电电荷量等,三条定律(部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律)以及若干基本规律(串、并联电路特点等),对于电磁感应现象中的电路结构分析有两个方面容易出错： (1)电源分析错误，不能正确地应用右手定则或楞次定律判断电源的正负极，不能选择恰当的公式计算感应电动势的大小. (2)外电路分析错误，不能正确判断电路结构的串并联关系.,
3、二、典例剖析,2. 典例剖析,【例1】如图a所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L0.3 m，导轨左端连接R0.6 的电阻。区域abcd内存在垂直于导轨平面B0.6 T的匀强磁场，磁场区域宽D0.2 m。细金属棒A1和A2用长为2D0.4 m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直。每根金属棒在导轨间的电阻均为r0.3 ，导轨电阻不计。使金属棒以恒定速度v1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场。计算从金属棒A1进入磁场(t0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流大小，并在图b中画出。,转解析,转原题,【拓展延伸】在例1中其他条件不变，把题目中的图a改成如图所示。则通过R的电流
4、又是多大？,解析 由例1可知 (1)00.2 s内有I10.12 A； (2)0.20.4 s内有E0，I20； (3)0.40.6 s内有I30.12 A； (4)0.60.8 s内等效电路图如图所示。 则I40.12 A。 答案 见解析,【备选】 (2013广东卷，36)如图(a)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(b)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,r
5、0.2 m.忽略圆盘、电流表和导线的电阻. (1)根据图(b)写出ab、bc段对应的I与的关系式; (2)求出图(b)中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc; (3)分别求出ab、bc流过P的电流IP与 其两端电压UP的关系式.,转审题,转解析,审题析疑,a(-45,-0.3) b(15,0.1) c(45,0.4),审题图(b) 抓转化,Iab=k1 Ibc=k2 +b,审题图(a) 抓电路,转原题,三、规律方法,3.规律方法,2电磁感应中电路知识的关系图,【变式训练1】如图示，边长L0.20 m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R01.0 ，金属棒MN
6、与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN的电阻r0.20 。导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B0.50 T，方向垂直导线框所在平面向里。金属棒MN与导线框接触良好，且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上，金属棒的中点始终在BD连线上。若金属棒以v4.0 m/s的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC的位置时，求：(计算结果保留两位有效数字) (1)金属棒产生的电动势大小； (2)金属棒MN上通过的电流大小和方向； (3)导线框消耗的电功率。,转解析,转原题,四、跟踪训练,4.跟踪训练,解析显隐,解析显隐,【跟踪训练】如图示,MN、PQ是间距为L的平行金属导轨,置于磁感应强度为B,方
7、向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻.一根与导轨接触良好、有效阻值为R/2的金属导线ab垂直导轨放置,并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动,则(不计导轨电阻)( ) A. 通过电阻R的电流方向为PRM B. a、b两点间的电压为BLv C. a端电势比b端高 D. 外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热,转解析,【跟踪训练】如图示,R15 ,R26 ,电压表与电流表的量程分别为010 V和03 A,电表均为理想电表。导体棒ab与导轨电阻均不计,且导轨光滑,导轨平面水平,ab棒处于匀强磁场中。 (1)当变阻器R接入电路的阻值调到30 ,且用F140 N的水平拉力向
8、右拉ab棒并使之达到稳定速度v1时,两表中恰好有一表满偏,而另一表又能安全使用，则此时ab棒的速度v1是多少？ (2)当变阻器R接入电路的阻值调到3 ，且仍使ab棒的速度达到稳定时，两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于ab棒的水平向右的拉力F2是多大？,转原题,五、真题演练,5.真题演练,【真题】 (2012浙江理综，25)为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置如图示，自行车后轮由半径r15.0102 m的金属内圈、半径r20.40 m的金属外圈和绝缘辐条构成后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条,每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡.在支架上
9、装有磁铁，形成了磁感应强度B0.10 T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角/6 后轮以角速度2 rad/s相对于转轴转动若不 计其它电阻，忽略磁场的边缘效应 (1)当金属条ab进入“扇形”磁场时，求 感应电动势E，并指出ab上的电流方向； (2)当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出 “闪烁”装置的电路图； (3)从金属条ab进入“扇形”磁场时开始， 经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈 之间电势差Uab随时间t变化的Uab-t图象； (4)若选择的是“1.5 V,0.3 A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度和张角等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价,转解析,注意：后轮在转动过程中哪部分导体切割磁感线.,转原题,审题导析 1.先求出切割磁感线的部分导线产生的感应电动势，并判定感应电流的方向. 2.理清该装置的供电与耗电部分，找出内、外电路，画出等效电路图.,续下页,转原题,
