1、,高中物理選修3-2人教版,第四章 電磁感應(yīng),第七講 電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,目標(biāo)定位,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué),1右手定則,2法拉第電磁感應(yīng)定律BLv,3BIL左手定則,4.EU內(nèi)U外電勢差,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,一、電磁感應(yīng)中的電路問題,課堂講義,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢若回路閉合，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以電磁感應(yīng)問題常與電路知識綜合考查,(1)明確哪部分電路或?qū)w產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該電路或?qū)w就是電源，其它部分是外電路,(3)畫等效電路圖，分清內(nèi)、外電路這是解此類問題的關(guān)鍵,(4)運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點、電功率、電

2、熱等公式聯(lián)立求解,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,課堂講義,PQ相當(dāng)于電源,EBlv,方向由Q指向P,方向由P到a.,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,課堂講義,金屬棒相當(dāng)于電源,EBlv2Bav,電流方向從N流向M.,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,課堂講義,二、電磁感應(yīng)中的圖象問題,1對于圖象問題，搞清物理量之間的函數(shù)關(guān)系、變化范圍、初始條件、斜率的物理意義等，往往是解題的關(guān)鍵,2常見圖象問題的種類：,(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象,(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求出相應(yīng)物理量,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,課堂講義,3解決圖象問題的一般步驟,(1)明確圖象的種類，即是B-t圖象

3、還是-t圖象，或者E-t圖象、I-t圖象、F-t圖象等,(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程,(3)確定感應(yīng)電動勢(或感應(yīng)電流)的大小和方向，有下列兩種情況,若回路面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時，用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向，用En確定感應(yīng)電動勢大小的變化,若磁場不變，導(dǎo)體桿切割磁感線，用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，用EBlv確定電動勢大小的變化,(4)涉及受力問題，可由安培力公式FBIL和牛頓運動定律等規(guī)律寫出有關(guān)函數(shù)關(guān)系式,(5)畫圖象或判斷圖象特別注意分析斜率的變化、截距等,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,課堂講義,【例2】如圖甲所示，矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直

4、，規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，若規(guī)定 順時針方向為感應(yīng)電流的正方向，下列各圖中正確的是(),01 s內(nèi)，B均勻增大,由楞次定律可知，電流方向為逆時針方向，即負(fù)方向,A、C不正確,12 s內(nèi)，B正向均勻減小,23 s內(nèi)，B負(fù)向均勻增大,13 s內(nèi)，電流均為正方向,楞次定律,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,【例3】勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T，磁場寬度l3 m，一正方形金屬框邊長adl1 m，每邊的電阻r0.2 ，金屬框以v10 m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如圖所示，試畫出： (1)金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，各階段的等效電路

5、圖； (2)金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的i-t圖線；(要求寫出圖依據(jù)) (3)ab兩端電壓的U-t圖線(要求寫出作圖依據(jù)),課堂講義,第階段cd相當(dāng)于電源,第階段cd和ab相當(dāng)于開路時兩并聯(lián)的電源,第階段ab相當(dāng)于電源,電流方向逆時針,ab兩端的電壓 U1I1r0.5 V,I20,ab兩端的電壓 U2E Blv2 V,t20.2 s,電流方向順時針,ab兩端的電壓 U3I33r1.5 V,t30.1 s,i-t圖象和ab兩端U-t圖象分別如圖甲、乙所示,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,對點練習(xí),電磁感應(yīng)中的電路問題,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,對點練習(xí),電磁感應(yīng)中的電路問題,2.粗

6、細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場，如下圖所示，則在移出過程中線框的一邊a、b兩點間電勢差絕對值最大的是(),磁場中切割磁感線的邊相當(dāng)于電源,B正確,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,3如圖所示，一寬40 cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直面向里，一邊長為20 cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的速度v20 cm/s勻速通過磁場區(qū)域在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進(jìn)入磁場的時刻t0，正確反映感應(yīng)電流隨時間變化規(guī)律的圖象是(),對點練習(xí),電磁感應(yīng)中的圖象問題,進(jìn)入時,由楞次定律知: i 逆時針,磁通量不變，故無感應(yīng)電流,全進(jìn)入后,離開時,由楞次定律知: i 順時針,電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題,4.一矩形線圈位于一隨時間t變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面(紙面)向里，如圖甲所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示以I表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖甲中線圈上箭頭所示方向的電流為正(即順時針方向為正方向)，則以下的I-t圖