第2章 素养提升课3 电磁感应中的电路及图像问题-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

素养提升课三　电磁感应中的电路及图像问题 　　　　 第二章　电磁感应 学习目标 1．掌握电磁感应现象中电路问题和电荷量求解问题的基本思路和方法，建立解决电磁感应现象中电路问题的思维模型。　 2．将抽象思维与形象思维相结合，综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的图像问题。 提升点二　电磁感应中的图像问题 提升点一　电磁感应中的电路问题 随堂演练 课时精练 内 容 索 引 提升点一　电磁感应中的电路问题 索引 1．处理电磁感应中电路问题的一般思路 (1)明确等效电源：明确哪部分电路或导体产生感应电动势，该部分电路或导体就相当于电源，其他部分是外电路。 (2)画等效电路图：分清内、外电路。 (3)用规律： ①用法拉第电磁感应定律E＝n 或E＝Blv确定感应电动势的大小； ②用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向。在等效电源内部，电流方向从负极指向正极。 (4)求解问题：运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解有关问题。 重难诠释 注意：由q＝ 可知，感应电荷量q由线圈匝数、回路的总电阻和磁通量的变化量共同决定，与时间无关。 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差的绝对值最大的是 例1 典题应用 √ 审题指导　分析哪一部分相当于电源，哪一部分相当于外电路。 针对练1．如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。一接入电路的电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程中PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中 A．PQ中电流先增大后减小 B．PQ两端电压先减小后增大 C．PQ上拉力的功率先减小后增大 D．线框消耗的电功率先减小后增大 √ 针对练2．(多选)一种带有闪烁灯的自行车后轮结构如图所示，车轮与轮轴之间均匀地连接4根金属条，每根金属条中间都串接一个小灯，每个小灯阻值恒为R＝0．3 Ω，金属条与车轮金属边框构成闭合回路，车轮半径r＝0．4 m，轮轴半径可以忽略。车架上固定一个强磁铁，可形成圆心角θ＝60°的扇形匀强磁场区域，磁感应强度B＝2．0 T，方向如图所示，若自行车正常前进时，后轮顺时针转动的角速度恒为ω＝10 rad/s，不计其他电阻和车轮厚度，下列说法正确的是 A．金属条ab进入磁场时，a端电势高于b端电势 B．金属条ab进入磁场时，ab间的电压为0．4 V C．运动过程中流经灯泡的电流方向一直不变 D．自行车正常前进时，4个小灯总功率的平均值为 W √ √ √ 针对练3．(多选)如图所示，电阻不计的导轨OPQS固定，其中PQS是半径为r的半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心，OM是长为r的可绕O转动的金属杆，其电阻为R，M端与导轨接触良好。空间存在与平面垂直且向里的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度的大小为B，现使OM从OQ位置起以角速度ω逆时针匀速转到OS位置。则该过程中 A．产生的感应电流大小恒定，方向为 OPQMO B．通过OM的电荷量为 C．回路中的感应电动势大小为Br2ω D．金属杆OM的发热功率为 √ √ 索引 提升点二　电磁感应中的图像问题 索引 1．电磁感应中的图像问题的理解 重难诠释 图像 类型 1．磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I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．对于导体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随导体位移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．由给定的图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量 应用 知识 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、牛顿运动定律及数学知识 2．解决电磁感应中图像问题的一般步骤 解决电磁感应的图像问题常采用定性分析与定量计算相结合的方法分段处理。需特别注意物理量的大小、正负，图像为直线还是曲线，有什么样的变化趋势等。具体步骤如下： (多选)如图所示，一有界区域内，存在着磁感应 强度大小均为B、方向分别垂直于光滑水平桌面向下和 向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形 线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是 审题指