教科版高中物理选择性必修第二册第2章素养培优课4电磁感应中的电路及图像问题课件
展开第二章 电磁感应及其应用素养培优课(四) 电磁感应中的电路及图像问题关键能力·情境探究达成01考点1 电磁感应中的电路问题考点2 电磁感应中的图像问题考点1 电磁感应中的电路问题1.电磁感应中电路知识的关系图2.解决电磁感应中的电路问题三部曲【典例1】 在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1 000匝,横截面积S=20 cm2,螺线管导线电阻r=1.0 Ω,R1=4.0 Ω,R2=5.0 Ω,C=30 μF。在一段时间内,垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示,大小按如图乙所示的规律变化,则下列说法中正确的是( )甲 乙A.螺线管中产生的感应电动势为1.2 VB.闭合S,电路中的电流稳定后,电容器下极板带负电C.闭合S,电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为2.56×10-2 WD.S断开后,流经R2的电量为1.8×10-2 C√ (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闭合线圈)相当于“电源”,该部分,导体(或线圈)的电阻相当于电源的“内阻”。(2)电流的流向:在“电源”内部电流从负极流向正极,在“电源”外部电流从正极流向负极。[跟进训练]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。实验装置的示意图如图所示,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的电阻通过包裹材料绝缘的导线和电键K连接到两金属板上,忽略边缘效应,求: 考点2 电磁感应中的图像问题1.电磁感应中常见的图像问题2.处理图像问题要做到“四明确、一理解”【典例2】 (多选)如图所示,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直,在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零。从PQ进入磁场开始计时,到MN离开磁场区域为止,流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是( )A BC D√√ 【典例3】 将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是( )甲 乙A B C D√ 电磁感应中图像选择类的两个常用方法[跟进训练]2.如图甲所示,在周期性变化的匀强磁场区域内有一垂直于磁场、半径为r=1 m、电阻为R=3.14 Ω的单匝金属圆线圈,若规定逆时针方向为电流的正方向,当磁场按图乙所示的规律变化时,线圈中产生的感应电流与时间的关系图像正确的是( )甲 乙A BC D√ 3.如图所示,在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场,其宽度均为L。现将宽度也为L的矩形闭合线圈,从图中所示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域,则在该过程中,图中能正确反映线圈中所产生的感应电流(逆时针方向为正)或其所受的安培力(向左为正方向)随时间变化的图像是( )A B C D√D [由楞次定律可知,当矩形闭合线圈进入磁场和离开磁场时,安培力总是阻碍物体的运动,方向始终向左,所以外力始终水平向右,因安培力的大小不同且在中间时最大,故D正确,C错误;当矩形闭合线圈进入磁场时,由法拉第电磁感应定律判断,感应电流的大小在中间时最大,故A、B错误。]