内容正文:
第九章 电磁感应
专题九 电磁感应中的电路和图象问题
题组扣点
课堂探究
学科素养培养
高考模拟
专题九 电磁感应中的电路和图象问题
题组答案
1.A
2. (1)0.2 A (2)4×10-8 C
3.C
考点梳理答案
电源 内阻 外电阻 Blv
题组扣点
4.B
neq \f(ΔΦ,Δt)
题组扣点
课堂探究
学科素养培养
高考模拟
专题九 电磁感应中的电路和图象问题
考点一 电磁感应中的电路问题
1.电磁感应中的电路问题分类.
2.对电磁感应电路的理解
课堂探究
(1)以部分电路欧姆定律为中心,包括六个基本物理量(电压、电流、电阻、电功、电功率、电热),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).
(2)以闭合电路欧姆定律为中心,讨论电动势概念,闭合电路中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化.
(1)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.
(2)“电源”两端的电压为路端电压,而不是感应电动势.
专题九 电磁感应中的电路和图象问题
题组扣点
课堂探究
学科素养培养
高考模拟
课堂探究
图5
甲
【例1】如图5(a)所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距L=0.3 m,导轨左端连接R=0.6 Ω的电阻,区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6 T的匀强磁场,磁场区域宽D=0.2 m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4 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r=0.3 Ω.导轨电阻不计.使金属棒以恒定速度v=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场.计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流强度,并在图(b)中画出.
解析 t1=eq \f(D,v)=0.2 s
在0~t1时间内,A1产生的感应电动势
E1=BLv=0.18 V.
其等效电路如图甲所示
由图甲知,电路的总电阻
R总=r+eq \f(rR,r+R)=0.5 Ω
总电流为I=eq \f(E1,R总)=0.36 A
通过R的电流为IR=eq \f(I,3)=0.12 A
专题九 电磁感应中的电路和图象问题
题组扣点
课堂探究
学科素养培养
高考模拟
课堂探究
乙
【例1】如图5(a)所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距L=0.3 m,导轨左端连接R=0.6 Ω的电阻,区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6 T的匀强磁场,磁场区域宽D=0.2 m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4 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r=0.3 Ω.导轨电阻不计.使金属棒以恒定速度v=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场.计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流强度,并在图(b)中画出.
A1离开磁场(t1=0.2 s)至A2刚好进入磁场(t2=eq \f(2D,v)=0.4 s)的时间内,回路无电流,IR=0,
从A2进入磁场(t2=0.4 s)至离开磁场
t3=eq \f(2D+D,v)=0.6 s的时间内
A2上的感应电动势为
E2=0.18 V,
其等效电路如图乙所示.
专题九 电磁感应中的电路和图象问题
题组扣点
课堂探究
学科素养培养
高考模拟
课堂探究
图乙
【例1】如图5(a)所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距L=0.3 m,导轨左端连接R=0.6 Ω的电阻,区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6 T的匀强磁场,磁场区域宽D=0.2 m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4 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r=0.3 Ω.导轨电阻不计.使金属棒以恒定速度v=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场.计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流强度,并在图(b)中画出.
由图乙知,电路总电阻R总′=0.5 Ω,总电流I′=0.36 A,流过R的电流IR=0.12 A,综合以上计算结果,绘制通过R的电流与时间关系如图所示.
专题九 电磁感应中的电路和图象问题
题组扣点
课堂探究
学科素养培养
高考模拟
课堂探究
图6
【突破训练1】法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究.实验装置的示意图可用图6表示,两块面积均为S的矩形金属板,平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为d.水流速度处处相同,大小为v,方向水平.金属板与水流方向平行.地磁场磁感应强度的竖直分量为B,水的电阻率为ρ,水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电键K连接到两金属板上,忽略边