文档介绍：第三节电磁感应中的电路和图象问题
一、电磁感应中的电路问题
(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源.
(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外电阻.
(1)电动势:E=Blv或E=n.
(2)路端电压:U=IR=·R.
1.(单选)如图所示,一个半径为L的半圆形硬导体AB以速度v在水平U形框架上向右匀速滑动,匀强磁场的磁感应强度为B,回路电阻为R0,半圆形硬导体AB的电阻为r,其余电阻不计,则半圆形导体AB切割磁感线产生的感应电动势大小及AB之间的电势差分别为( )
BLv
2BLv
答案:C
二、电磁感应中的图象问题
(1)随时间t变化的图象如B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和i-t图象.
(2)随位移x变化的图象如E-x图象和i-x图象.
(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象.
(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量.
(3)利用给出的图象判断或画出新的图象.
2.(单选)(2015·泉州模拟)如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力F的正方向,则在0~t1时间内,选项图中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是( )
答案:D
考点一电磁感应中的电路问题
:在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体就是电源,如切割磁感线的导体棒、.
:内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈,外电路由电阻、电容等电学元件组成.
:
(1)确定等效电源,利用E=n或E=Blvsin θ求感应电动势的大小,利用右手定则或楞次定律判断电流方向.
(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系),画出等效电路图.
(3)、并联电路的基本性质等列方程求解.
(2015·石家庄质检)如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上,导轨间距l= m,两导轨的左端用导线连接电阻R1及理想电压表V,电阻为r=2 Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处;右端用导线连接电阻R2,已知R1=2 Ω,R2=1 Ω,,CE= m,,当电压表示数变为零后,对金属棒施加一水平向右的恒力F,使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值,:
(1)t= s时电压表的示数;
(2)恒力F的大小;
(3)从t=0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量.
[思路点拨] (1)在0~ s内,R1、R2和金属棒是如何连接的?电压表示数等于感应电动势吗?
(2)电压表示数始终保持不变,说明金属棒做什么运动?
[解析] (1)设磁场宽度为d=CE,在0~ s的时间内,有E==ld= V
此时,R1与金属棒并联后再与R2串联
R=R并+R2=1 Ω+1 Ω=2 Ω
U=R并= V.
(2)金属棒进入磁场后,R1与R2并联后再与r串联,有
I′=+= A
FA=BI′l
FA=×× N= N
由于金属棒进入磁场后电压表的示数始终不变,所以金属棒做匀速运动,有
F=FA
F= N.
(3)在0~ s的时间内有
Q=t= J
金属棒进入磁场后,有
R′=+r= Ω
E′=I′R′= V
E′=Blv,v=2 m/s
t′== s= s
Q′=E′I′t′= J
Q总=Q+Q′= J+ J= J.
[答案] (1) V (2) N (3) J
[总结提升] (1)对等效于电源的导体或线圈,两端的电压一般不等于感应电动势,只有在其电阻不计时才相等.
(2)沿等效电源中感应电流的方向,电势逐渐升高.
1.(多选)如图所示,在一磁感应强度B=0.