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1、第四章第四章 電磁感應電磁感應第七講第七講 電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題2掌握電磁感應現(xiàn)象中電路問題的分析方法和解題基本思路掌握電磁感應現(xiàn)象中電路問題的分析方法和解題基本思路. 1理解楞次定律的內容,并應用楞次定律判定感應電流的方向理解楞次定律的內容,并應用楞次定律判定感應電流的方向. 1理解楞次定律的內容,并應用楞次定律判定感應電流的方向理解楞次定律的內容,并應用楞次定律判定感應電流的方向. 1進一步理解公式進一步理解公式En 與與EBLv的區(qū)別和聯(lián)系,能夠應用兩的區(qū)別和聯(lián)系,能夠應用兩個公式求解感應
2、電動勢個公式求解感應電動勢 t3綜合應用楞次定律和法拉第電磁感應定律解決電磁感應中的圖綜合應用楞次定律和法拉第電磁感應定律解決電磁感應中的圖象問題象問題 目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習預習導學預習導學1右手定則右手定則2法拉第電磁感應定律法拉第電磁感應定律BLv3BIL左手定則左手定則4.EU內內U外外電勢差電勢差 電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習一、電磁感應中的電路問題一、電磁感應中的電路問題課堂講義課堂講義在電磁感應現(xiàn)象中,切割磁感線的導體或磁通量變化的回路將產(chǎn)生感應電在電
3、磁感應現(xiàn)象中,切割磁感線的導體或磁通量變化的回路將產(chǎn)生感應電動勢若回路閉合,則產(chǎn)生感應電流,所以動勢若回路閉合,則產(chǎn)生感應電流,所以電磁感應問題常與電路知識綜電磁感應問題常與電路知識綜合考查合考查(1)明確明確哪部分哪部分電路或導體電路或導體產(chǎn)生感應電動勢產(chǎn)生感應電動勢,該電路或導體就是電,該電路或導體就是電源,其它部分是外電路源,其它部分是外電路(3)畫等效電路圖畫等效電路圖,分清內、外電路這是解此類問題的關鍵,分清內、外電路這是解此類問題的關鍵 (4)運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點、電功率、電熱等公運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解式聯(lián)立求解電磁感應中的
4、圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習課堂講義課堂講義PQPQ相當于電源相當于電源 EBlv 方向由方向由Q指向指向P 方向由方向由P到到a. 電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習課堂講義課堂講義M N 金屬棒相當于電源金屬棒相當于電源 EBlv2Bav 電流方向從電流方向從N流向流向M.I電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習課堂講義課堂講義二、電磁感應中的圖象問題二、電
5、磁感應中的圖象問題1對于圖象問題,搞清物理量之間的函數(shù)關系、變化對于圖象問題,搞清物理量之間的函數(shù)關系、變化范圍、初始條件、斜率的物理意義等,往往是解題的范圍、初始條件、斜率的物理意義等,往往是解題的關鍵關鍵2常見圖象問題的種類:常見圖象問題的種類: (1)由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖象由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖象 (2)由給定的有關圖象分析電磁感應過程,求出相應物理量由給定的有關圖象分析電磁感應過程,求出相應物理量電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習課堂講義課堂講義3解決圖象問題的一般步驟解
6、決圖象問題的一般步驟 (1)明確圖象的種類明確圖象的種類,即是,即是B-t圖象還是圖象還是-t圖象,或者圖象,或者E-t圖象、圖象、I-t圖象、圖象、F-t圖象等圖象等 (2)分析分析電磁感應的具體電磁感應的具體過程過程(3)確定確定感應電動勢感應電動勢(或感應電流或感應電流)的的大小和方向大小和方向,有下列兩種情況,有下列兩種情況 若回路面積不變,磁感應強度變化時,用楞次定律確定感應電流的方若回路面積不變,磁感應強度變化時,用楞次定律確定感應電流的方向,用向,用En確定感應電動勢大小的變化確定感應電動勢大小的變化若磁場不變,導體桿切割磁感線,用右手定則判斷感應電流的方向,若磁場不變,導體桿切
7、割磁感線,用右手定則判斷感應電流的方向,用用EBlv確定電動勢大小的變化確定電動勢大小的變化 (4)涉及受力問題,可由安培力公式涉及受力問題,可由安培力公式FBIL和牛頓運動定律等規(guī)律和牛頓運動定律等規(guī)律寫出寫出有有關關函數(shù)關系式函數(shù)關系式 (5)畫圖象或判斷圖象特別畫圖象或判斷圖象特別注意注意分析分析斜率斜率的變化、的變化、截距截距等等電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習課堂講義課堂講義【例例2】如圖甲所示,矩形導線框如圖甲所示,矩形導線框abcd固定在勻固定在勻強磁場中,磁感線的方向與導線框所在平面垂強磁場中,
8、磁感線的方向與導線框所在平面垂直,規(guī)定磁場的正方向直,規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里垂直紙面向里,磁感應,磁感應強度強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,若規(guī)定隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,若規(guī)定順時針方向為感應電流的正方向,下列各圖中順時針方向為感應電流的正方向,下列各圖中正確的是正確的是()01 s內,內,B均勻增大均勻增大 由楞次定律可知,電流方向由楞次定律可知,電流方向為逆時針方向,即負方向為逆時針方向,即負方向 A、C不正確不正確 12 s內,內,B正正向均勻減小向均勻減小 23 s內,內,B負負向均勻增大向均勻增大13 s內,電內,電流均為正方向流均為正方向楞次楞次定律定律電磁感應中的圖象
9、和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習 【例例3】勻強磁場的磁感應強度勻強磁場的磁感應強度B0.2 T,磁場寬度,磁場寬度l3 m,一正方,一正方形金屬框邊長形金屬框邊長adl1 m,每邊的,每邊的電阻電阻r0.2 ,金屬框以,金屬框以v10 m/s的速度勻速穿過磁場區(qū),其平面始的速度勻速穿過磁場區(qū),其平面始終保持終保持與磁感線方向垂直與磁感線方向垂直,如圖所,如圖所示,試畫出:示,試畫出:(1)金屬框穿過磁場區(qū)的過程中,金屬框穿過磁場區(qū)的過程中,各階段的等效電路圖;各階段的等效電路圖;(2)金屬框穿過磁場區(qū)的過程中,金屬框穿過磁場
10、區(qū)的過程中,金屬框內感應電流的金屬框內感應電流的i-t圖線;圖線;(要要求寫出圖依據(jù)求寫出圖依據(jù))(3)ab兩端電壓的兩端電壓的U-t圖線圖線(要求寫要求寫出作圖依據(jù)出作圖依據(jù)) 課堂講義課堂講義bcda第第階段階段cd相當于電源相當于電源 第第階段階段cd和和ab相當于開路時相當于開路時兩并聯(lián)的電源兩并聯(lián)的電源 第第階段階段ab相當于電源相當于電源 電流方向逆時針電流方向逆時針 ab兩端的電壓兩端的電壓U1I1r0.5 V I20 ab兩端的電壓兩端的電壓U2EBlv2 V t20.2 s電流方向順時針電流方向順時針 ab兩端的電壓兩端的電壓U3I33r1.5 V t30.1 s i-t圖象
11、和圖象和ab兩端兩端U-t圖象分別如圖甲、乙所示圖象分別如圖甲、乙所示 電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習對點練習對點練習電磁感應中的電路問題電磁感應中的電路問題電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習對點練習對點練習電磁感應中的電路問題電磁感應中的電路問題2.粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中,粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中,磁場方向磁場方向垂直于線框平面垂直于線框平面,其邊界與正方形線框的邊平行現(xiàn)使
12、線框以同樣大小,其邊界與正方形線框的邊平行現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場,如下圖所示,則在移出過程中線框的速度沿四個不同方向平移出磁場,如下圖所示,則在移出過程中線框的一邊的一邊a、b兩點間電勢差絕對值最大的是兩點間電勢差絕對值最大的是()磁場中切割磁場中切割磁感線的邊磁感線的邊相當于電源相當于電源 B正確正確 電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習3如圖所示,一寬如圖所示,一寬40 cm的勻的勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直面強磁場區(qū)域,磁場方向垂直面向里,一邊長為向里,一邊長為20 cm的正方形的正方
13、形導線框位于紙面內,以垂直于導線框位于紙面內,以垂直于磁場邊界的速度磁場邊界的速度v20 cm/s勻速勻速通過磁場區(qū)域在運動過程中,通過磁場區(qū)域在運動過程中,線框有一邊始終與磁場區(qū)域的線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界邊界平行平行,取它剛進入磁場的,取它剛進入磁場的時刻時刻t0,正確反映感應電流,正確反映感應電流隨時間變化規(guī)律的圖象是隨時間變化規(guī)律的圖象是()對點練習對點練習電磁感應中的圖象問題電磁感應中的圖象問題bcda進入時進入時由楞次定律知由楞次定律知: i 逆時針逆時針 磁通量不變,故無感應電流磁通量不變,故無感應電流 全進全進入后入后離開時離開時由楞次定律知由楞次定律知: i 順時針順時
14、針 電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題目標定位目標定位預習導學預習導學課堂講義課堂講義對點練習對點練習4.一矩形線圈位于一隨時間一矩形線圈位于一隨時間t變變化的勻強磁場內,磁場方向垂化的勻強磁場內,磁場方向垂直線圈所在的平面直線圈所在的平面(紙面紙面)向里,向里,如圖甲所示,磁感應強度如圖甲所示,磁感應強度B隨隨t的變化規(guī)律如圖乙所示以的變化規(guī)律如圖乙所示以I表表示線圈中的感應電流,以圖甲示線圈中的感應電流,以圖甲中線圈上中線圈上箭頭所示方向的電流箭頭所示方向的電流為正為正(即順時針方向為正方向即順時針方向為正方向),則以下的則以下的I-t圖中正確的是圖中正確的是() 對點練習對點練習電磁感應中的圖象問題電磁感應中的圖象問題01 s內,內,B均勻增大均勻增大 由楞次定律可知,電流方向由楞次定律可知,電流方向為逆時針方向,即負方向為逆時針方向,即負方向 A、B不正確不正確 45 s內內B不變不變E0i=0D錯誤錯誤電磁感應中的圖象和電路問題電磁感應中的圖象和電路問題