第2章 习题课8 电磁感应中的电路及图像问题-（课件）2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【南方凤凰台·5A新学案】人教版（安徽版）

第二章　电磁感应 习题课8　电磁感应中的电路及图像问题 第1页 第二章　电磁感应 5A新学案 物理 · 选择性必修第二册 核心 目标 1. 理解导线转动切割磁感线产生的感应电动势的表达式及意义，熟练掌握法拉第电磁感应定律． 2. 结合力学、电学知识，能求解电路、图像等问题，通过应用提高分析、解决电磁感应综合问题的能力. 关键能力·分析应用 分类悟法 考向1　电磁感应中的电路问题 1. 解决电磁感应中的电路问题三步曲 2. 解决电磁感应中的电路问题的基本步骤 (1) “源”的分析：切割磁感线的导体棒或内有磁通量变化的线圈，相当于电源，要确定电源正负极，明确内阻r. ②用楞次定律或右手定则确定相当于电源的部分感应电流的方向，是电源内部电流的方向，即感应电动势的方向，也是电源内部电势升高的方向，从负极指向正极． 注意：外电路电流由高电势处流向低电势处． (2) “路”的分析：根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路． 内电路是切割磁感线的导体棒或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成． (3) 结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识、电功率、焦耳定律等相关关系式联立求解． 在闭合电路中，相当于“电源”的导体棒两端的电压与真实的电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于感应电动势． C 　(2022·安徽合肥期末)如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动，匀质圆环总电阻为R，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，当导体棒转到A点时，有一带电微粒在电容器极板间恰好加速度为0.已知重力加速度为g，不计金属棒电阻及其他电阻和摩擦，不考虑电容器充放电对电路的影响，下列说法中错误的是( ) 　 C 考向2　电磁感应中的图像问题 1. 电磁感应中的图像问题 图像 类型 (1) 磁感应强度B、磁通量Ф、感应电动势E、感应电流i、电压u、电荷量q随时间t变化的图像，即B－t图像、Ф－t图像、E－t图像、i－t 图像、u－t图像、q－t图像 (2) 对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流i随线圈位移x变化的图像，即 E－x 图像和i－x图像 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) 由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量 应用 知识 左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、相关数学知识等 2. 电磁感应图像的处理方法： (1) 明确图像的种类，是B－t图像还是 Φ－t图像，或者是E－t图像、I－t图像和F－t图像等． (2) 分析电磁感应的具体过程． (3) 确定感应电动势(或感应电流)的大小和方向，有下列两种情况： ②若磁场不变，导体切割磁感线，用右手定则判断感应电流的方向，用E＝Blv确定感应电动势大小的变化． (4) 画图像或判断图像，特别注意分析斜率的变化、截距等． (5) 涉及受力问题，可由安培力公式F＝BIL和牛顿运动定律等规律写出有关函数关系式． 　 (多选)(2022·福建福州第一中学)如图甲所示，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向．螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内．当螺线管内的磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化时( ) ABC 甲 乙 A. 在t2～t3时间内，a点的电势始终比d点的电势高 B. 在t3～t4时间内，L有扩张趋势 C. 在t1～t2时间内，L内有顺时针方向的感应电流 D. 在t2～t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流 解析：由安培定则可知，在t2～t3时间内，a点相当于电源的正极，d点相当于电源的负极，因此a点的电势始终比d点的电势高，A正确；在t3～t4时间内，螺线管中磁感应强度的变化率减小，产生的感应电动势减小，穿过金属圆环L的磁通量减小，L有扩张趋势，B正确；由安培定则可知，在t1～t2时间内，导线框中有dcbad方向的电流，由于磁感应强度变化率减小，导致感应电流逐渐减小，穿过金属圆环L的磁通量减小，由楞次定律可知L内有顺时针方向的感应电流，C正确；在t2～t3时间内，螺线管产生的感应电动势不变，穿过金属圆环L的磁通量不变，L内无感应电流，D错误． 　 (多选)(2022·广东省广雅中学)如图甲所示，水平放置的“[”形光滑导轨宽为L，导轨左端连接阻值为R的电阻．导