2 微专题4 电磁感应中的电路及图像问题（课件）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案（教科版）

微专题4　电磁感应中的电路及图像问题 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 类型一　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回路都相当于电源。 (2)该部分导体的电阻或回路的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 1.先后以3v和v的速度匀速把一矩形线圈拉出如图所示的匀强磁场区域，下列说法正确的是(　　) A．两次线圈中的感应电动势之比为1∶1 B．两次线圈中的感应电流之比为1∶3 C．两次通过线圈同一截面的电荷量之比为1∶1 D．两次线圈中产生的焦耳热之比为1∶3 针对训练 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 答案：C 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 类型二　电磁感应中的电荷量问题 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [典例2]　一个阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1、电容为C的电容器连接成如图(a)所示回路。金属线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计。求： (1)通过电阻R1的电流大小和方向； (2)0～t1时间内通过电阻R1的电荷量q； (3)t1时刻电容器所带的电荷量Q。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 2．如图甲所示，单匝闭合线圈固定在匀强磁场中，t＝0 时刻磁感线垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间变化如图乙所示，线圈面积S＝0.1 m2，电阻R＝1 Ω。在 0～2 s时间内，下列说法正确的是(　　) A．线圈中的感应电流沿逆时针方向 B．线圈中的感应电动势大小为 0.5 V C．线圈中产生的焦耳热为 0.05 J D．通过线圈横截面的电荷量为 0.1 C 针对训练 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 答案：D 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 类型三　电磁感应中的图像问题 1．问题类型 (1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像。 (2)由给定的图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。 2．图像类型 (1)各物理量随时间t变化的图像，即B-t图像、Φ-t图像、E-t图像和I-t图像。 (2)导体切割磁感线运动时，还涉及感应电动势E和感应电流I随导体位移变化的图像，即E-x图像和I-x 图像。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 3．解决此类问题需要熟练掌握的规律：安培定则、左手定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [典例3]　如图所示，一底边长为L，底边上的高也为L的等腰三角形导体线框以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过长为2L、宽为L的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。t＝0时刻，三角形导体线框的底边刚进入磁场，取沿逆时针方向的感应电流为正，则在三角形导体线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线可能是(　　) 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [思路点拨]　(1)线框进、出磁场，可根据E＝Blv判断E的大小变化，特别注意l为切割磁感线的有效长度。 (2)由右手定则可确定感应电流的方向。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [答案]　A 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 3．如图甲所示，矩形线圈abcd位于匀强磁场中，磁场方向垂直线圈所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。以图中箭头所示方向为线圈中感应电流i的正方向，以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B的正方向，则下列图中能正确表示线圈中感应电流i随时间t变化规律的是(　　) 针对训练 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 答案：C 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 答案：D 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 2．如图甲所示，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乙所示。若规定顺时针方向为感应电流的正方向，下列各图中正确的是(