第27讲:电磁感应现象中的电路问题.doc
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安吉县高级中学2012届高三物理第一轮复习导学案
第27讲:
电磁感应现象中电路问题
主备人:
雷广审稿人:
金生华
第一部分:
高考要求
1.法拉第电磁感应定律.(Ⅱ)2.导体切割磁感线时的感应电动势(只限于L垂直于B、v的情况)(Ⅱ)
3.电源的电动势和内电阻.闭合电路的欧姆定律.路端电压(Ⅱ)
第二部分:
基本概念与规律
1.闭合电路欧姆定律
2.法拉第电磁感应定律及运用
3.导体棒切割磁感线时的感应电动势
4.综合运用
第三部分:
典型例题
R
b
a
例1.截面积为S=0.2m2,n=10匝的圆形线圈处于如图所示的磁场中,磁感应强度以每秒0.2T的速率增加,电阻R=3Ω,线圈电阻r=1Ω(其余电阻不计)。
则电阻R两端的电压为V,流过R的电流方向
为,10s内通过R的电量为。
例2.AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝,半径为rA=2rB,内有如图所示的有理想边界的匀强磁场,若磁场均匀地减小,则A、B环中感应电动
势之比________,产生的感应电流之比____________
例3.如图所示,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不
计,在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体棒ab长=0.5m,其电阻为r,与导轨接触良好。
整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T。
现使ab以=10m/s的速度向右
做匀速运动。
(1)ab中的感应电动势多大?
(2)ab中电流的方向如何?
(3)若定值电阻R=3.0Ω,导体棒的电阻r=1.0Ω,
则ab两端的电势差为多少?
Q
v
P
c
b
a
d
例4.固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd,各边长l,其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝,其余三边均为电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,现有一与ab段所用材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上,如图所示,以恒定速度v从ad滑向bc,当PQ滑过l/3的距离时,通时aP段电阻丝的电流是多大?
方向如何?
例5.如图示,在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m
的平行金属导轨MN与PQ,导轨的电阻忽略不计,在两根导轨的端点N、Q之间连接有一阻值R=0.3
Ω的电阻导轨上跨放着一根长l=0.2m,每米长电阻为r=2Ω的金属棒ab,与导轨正交放置,交点为
c、d,当金属棒以速度v=4m/s向左作匀速运动时,试求:
(1)电阻R中的电流大小和方向;
(2)
金属棒ab两端的电势差。
例6.如图所示,固定于水平桌面上的金属框架cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动,此时adeb构成一个边长为l的正方形,棒的电阻为r,其余部分电阻不计,开始时磁感强度为B0
(1)若从t=0时刻起,磁感强度均匀增加,每秒增量为k,同时保持棒静止,求棒中的感应电流,在图上标出感应电流的方向。
(2)若从t=0时刻起,磁感强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右作匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感强度应怎样随时间变化(写出B与t关系式)?
班级姓名
第四部分:
课后练习(第34讲:
电磁感应现象中有关电路的分析与计算)
1.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。
若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,下列i-t图中正确的是:
2.一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中.设向里为磁感应强度B的正方向,线圈中的箭头为电流i的正方向(如图1所示)。
已知线圈中感生电流i随时间而变化的图象如图2所示。
则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是:
3.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里。
abcd是位于纸面
内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l。
t=0时刻,bc边与磁场区域边界重合(如图)。
现令线圈
以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。
取沿a→b→c→d→a的感应电流为正,
则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是:
4.如图所示,LOO/L/为一折线,它所形成的两个角∠LOO/和∠OO/L/均为45°。
折线的右边有一匀强磁
场,其方向垂直于纸面向里,一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO/的方向以速度v作匀速直线运
动,在t=0的刻恰好位于图中所示位置。
以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中
能够正确表示电流-时间(I-t)关系的是(时间以l/v为单位):
5.如图所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。
一导线框abcdefa位于纸面内,框的邻边都相互垂直,bc边与磁场的边界P重合,导线框与磁场区域的尺寸如图所示。
从t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域。
以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势ε的正方向,以下四个ε-t关系示意图中正确的是
6.如图,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob(在纸面内),磁场方向垂直
纸面朝里,另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。
保持导轨之间接触良好,金属导轨的电阻不计。
现经历以下四个过程:
①以速率v移动d,使它与ob
的距离增大一倍;②再以速率v移动c,使它与oa的距离减小一
半;③然后,再以速率2v移动c,使它回到原处;④最后以速率
2v移动d,使它也回到原处。
设上述四个过程中通过电阻R的电
量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4,则:
A.Q1=Q2=Q3=Q4B.Q1=Q2=2Q3=2Q4
C.2Q1=2Q2=Q3=Q4D.Q1≠Q2=Q3≠Q4
7.如图,直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中,ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线,ac和bc
的电阻可不计,ac长度为L/2。
磁场的磁感强度为B,方向垂直纸面向里。
现有一段长度为L/2、电
阻为R/2的均匀导体杆MN架在导线框上,开始时紧靠ac,然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑动,
滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触。
当MN滑过的距离为L/3时,导线ac中的电流是
多大?
方向如何?
8.半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属
圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金属环上分别接有灯L1、L2,
两灯的电阻均为R0=2Ω,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计
(1)、若棒
以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO’的瞬时(如图所示)MN中的电动
势和流过灯L1的电流。
(2)、撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转
90º,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为ΔB/Δt=(4/π)T/s,求L1的功率。
27—4
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- 关 键 词:
- 27 电磁感应 现象 中的 电路 问题