专题 电磁感应中的电路、电荷量问题 课件-2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第二册

专题：电磁感应中的电路、电荷量问题 第 二 章 学习目标 1.掌握电磁感应现象中电路问题的分析方法和解题思路(重点)。 2.掌握电磁感应现象中电荷量问题的求解思路和方法(重难点)。 内容索引 二、电磁感应中的电荷量问题 一、电磁感应中的电路问题 < 一 > 电磁感应中的电路问题 如图所示，边长为L的正方形均匀导体框以速度v0匀速进入右侧的匀强磁场(磁感应强度大小为B)，导体框的总阻值为R，　　　(选填“ab边”或“da边”)相当于电源，电动势大小为　　　 。请作出等效电路图，Uab为等效电路中的　　　　 (选填“电动势”“内电压”或“路端电压”)， 大小为　　　　。  ab边 BLv0 路端电压 BLv0 答案　如图所示 提炼与总结 处理电磁感应中电路问题的一般思路 (1)明确“角色”：确定“电源”和外电路。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 ，其他部分是外电路。 (2)画等效电路图：分清内、外电路。 (3)求感应电动势：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，用 定律或 定则确定感应电流的方向。 (4)对闭合回路进行分析、计算：运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点，计算电流、电压、电功率、电热等物理量。 电源 楞次 右手 (2024·广州市高二期末)固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，边长为l，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线。磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现有一段与ab段的材料、粗细、长度均相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示。若PQ以恒定的速度v从ad滑向bc，PQ始终与线框ab垂直且接触良好，当其滑过l的距离时，通过aP段电阻的 A.电流大小为，方向由P到a B.电流大小为，方向由a到P C.电流大小为，方向由P到a D.电流大小为，方向由a到P 例1 √ PQ运动切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，外电路由Pa与Pb并联而成，PQ滑过时的等效电路如图所示，PQ切割磁感线产生的感应电动势大小为E=Blv，方向由Q指向P，外电路总电阻为R外==R，由闭合 电路欧姆定律有，电路总电流为I===，由并联电路电流的规律有，aP段电流大小为IaP=I=，方向由P到a。故选A。 (2025·深圳市高二期中)一种电磁波接收器结构简化后，如图甲所示，螺线管匝数n=1 000匝，横截面积S=10cm2。螺线管导线电阻r=1 Ω，电阻R=9 Ω，其余导线电阻不计，若磁感应强度随时间变化的B-t图像如图乙所示(以向右为正方向)，则 A.感应电动势为0.6 V B.感应电流为0.6 A C.电阻R两端的电压为6 V D.0~1 s内，通过R的感应电流方向为从A到C 例2 √ 根据法拉第电磁感应定律，可知感应电动势E=n=nS=6 V，故A错误； 根据闭合电路欧姆定律可知，回路中产生的感应电流为I==0.6 A，故B正确； 电阻R两端的电压U=IR=5.4 V，故C错误； 根据楞次定律可知，0~1 s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点，故D错误。 1.“电源”的确定方法：“切割”磁感线的导体(或磁通量发生变化的线圈)相当于“电源”，该部分导体(或线圈)的电阻相当于“内电阻”。 2.电流的流向：在“电源”内部电流从“电源”的负极流向正极，在“电源”外部电流从“电源”的正极流向负极。 总结提升 返回 < 二 > 电磁感应中的电荷量问题 闭合回路中磁通量发生变化时，电荷发生定向移动而形成感应电流，在Δt内通过某一截面的电荷量(感应电荷量)q=·Δt=·Δt=n··Δt=。 讨论与交流 如图所示，将一个闭合金属圆环从一有界匀强磁场中匀速拉出，第一次速度为v，通过金属圆环某一横截面的电荷量为q1，第二次速度为2v，通过金属圆环某一横截面的电荷量为q2，则q1∶q2=　　　 。若将圆环从原位置翻转180°(磁感应强度为B，圆环面积为S，总电阻为R，始终未 出磁场区域)，此过程中通过金属圆环某一横截面的电荷量为　　　。 1∶1 如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为d和2d的单匝正方形闭合线框a和b，以相同的速度将线框从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外。若此过程中流过两线框的电荷量分别为qa、qb，则qa∶qb为 A.1∶4 B.1∶2 C.1∶1 D.不能确定 例3 √ 设闭合线框的边长为L，则流过线框的电荷量q=Δt=Δt=Δt==，R=ρ，则q=，===，故选B。 线圈匝数一定时，通过某一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。 总结提升 (2025·广东省八校联盟高二检测)如图(a)所示，一个总电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。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0至t1时间内： (1)磁感应强度的变化率； 例4 答案　 由B-t图像可知，磁感应强度的变化率为= (2)通过电阻R1上的电流大小和方向； 答案　　方向从b到a 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势 E=n=nπ 根据闭合电路的欧姆定律，感应电流为I1= 联立解得I1=，根据楞次定律可知通过R1上的电流方向从b到a； (3)通过电阻R1上的电荷量q。 答案　 通过R1的电荷量q=I1t1 得q=。 返回 本课结束 第 二 章 $