第二章 思维培优课三 电磁感应中的电路和图像问题(课件)-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册同步核心辅导与测评（人教版）

思维培优课三　电磁感应中的电路和图像问题 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 学习任务一　电磁感应中的电路问题 [思维深化] 1．闭合电路与电磁感应的关系 课堂探究·拓展思维 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 2．分析电磁感应中电路问题的思路 (1)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。 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 (1)由上式可知，线圈匝数一定时，通过某一横截面的感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量决定，与时间无关。 (2)求解电路中通过的电荷量时，I、E均为平均值。 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 如图甲所示，水平放置的线圈匝数n＝200匝，直径d1＝40 cm，电阻r＝2 Ω，线圈与阻值R＝6 Ω的电阻相连。在线圈的中心有一个直径d2＝20 cm的有界匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向。 甲　　　　　　　　　　乙 例 1 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 (1)求通过电阻R的电流方向； (2)求理想电压表的示数； (3)若撤去原磁场，在图中竖直虚线的右侧空间加磁感应强度B′＝0.5 T的匀强磁场，方向垂直纸面向里，试求在施加新磁场过程中通过电阻R的电荷量。 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 [解题指导] 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 答案：(1)A→R→B　(2)4.71 V　(3)1.57 C 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 [针对训练] 1．(多选)1831年10月28日，法拉第展示人类历史上第一台发电机——圆盘发电机，结构如图甲所示，可等效为图乙所示，圆盘中任意一个半径CD都在切割磁感线，在CD之间接上电阻R，已知转盘匀速转动的角速度为ω，CD的长度为l，CD之间的等效电阻为r，匀强磁场的磁感应强度为B，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 学习任务二　电磁感应中的图像问题 [思维深化] 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 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 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、右手定则、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 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 2.解决此类问题的一般步骤 (1)明确图像的类型，是B-t图像、Φ-t图像、E-t图像还是I-t图像等； (2)分析电磁感应的具体过程，合理分段、选取典型过程；根据法拉第电磁感应定律分析电动势大小，由楞次定律分析感应电流(或感应电动势)方向； (3)由欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数方程；根据函数方程进行数学分析，例如分析斜率的变化、截距等； (4)画图像或判断图像。 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 如图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，两磁场边界均与x轴垂直且宽度均为L，在y轴方向足够宽。现有一高和底均为L的等腰三角形导线框，顶点a在y轴上，从图示位置开始，在外力F的作用下向右沿x轴正方向匀速穿过磁场区域。在运动过程中，线框bc边始终与磁场的边界平行。线框中感应电动势E的大小、线框所受安培力F安的大小、感应电流i的大小、外力F的大小这四个量分别与线框顶点a移动的位移x的关系图像正确的是(　　) 例 2 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 [针对训练]