2018-2019版物理新导学笔记选修3-2人教通用版讲义:第四章 电磁感应微型专题练2 Word版含答案.docx
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1、微型专题2电磁感应中的电路、电荷量及图象问题学习目标1.掌握电磁感应现象中电路问题的分析方法和基本解题思路.2.掌握电磁感应电路中感应电荷量求解的基本思路和方法.3.综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的图象问题一、电磁感应中的电路问题电磁感应问题常与电路知识综合考查,解决此类问题的基本方法是:1明确哪部分电路或导体产生感应电动势,该部分电路或导体就相当于电源,其他部分是外电路2画等效电路图,分清内、外电路3用法拉第电磁感应定律En或EBlv确定感应电动势的大小,用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向在等效电源内部,电流方向从负极流向正极4运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电
2、功率、电热等公式联立求解例1粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差的绝对值最大的是()答案B解析磁场中切割磁感线的边相当于电源,外电路可看成由三个相同电阻串联形成,A、C、D选项中a、b两点间电势差的绝对值为外电路中一个电阻两端的电压:UE,B选项中a、b两点间电势差的绝对值为路端电压:UE,所以a、b两点间电势差的绝对值最大的是B图例2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
3、为电阻可以忽略的铜线磁感应强度为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1所示)若PQ以恒定的速度v从ad滑向bc,当其滑过的距离时,通过aP段的电流是多大?方向如何?图1答案方向由 P到a解析PQ在磁场中做切割磁感线运动产生感应电动势,由于是闭合回路,故电路中有感应电流,可将电阻丝PQ视为有内阻的电源,电阻丝aP与bP并联,且RaPR、RbPR,于是可画出如图所示的等效电路图电源电动势为EBLv,外电阻为R外R.总电阻为R总R外rRR,即R总R.电路中的电流为:I.通过aP段的电流为:IaPI,方向由P到a.1“电源”的确定方法:“切割”磁感
4、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”内部电流从负极流向正极,在“电源”外部电流从正极流向负极二、电磁感应中的电荷量问题例3面积S0.2 m2、n100匝的圆形线圈,处在如图2所示的匀强磁场内,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律是B0.02t T,R3 ,C30 F,线圈电阻r1 ,求:图2(1)通过R的电流方向和4 s内通过导线横截面的电荷量;(2)电容器的电荷量答案(1)方向由ba0.4 C(2)9106 C解析(1)由楞次定律可得流过线圈的电流方向为逆时针方向,通过R的电流方向为ba,qtt
5、ntn0.4 C.(2)由法拉第电磁感应定律,知EnnS1000.20.02 V0.4 V,则I A0.1 A,UCURIR0.13 V0.3 V,QCUC301060.3 C9106 C.1求解电路中通过的电荷量时,一定要用平均感应电动势和平均感应电流计算2设感应电动势的平均值为,则在t时间内:n,又qt,所以qn.其中对应某过程中磁通量的变化量,R为回路的总电阻,n为电路中线圈的匝数针对训练如图3所示,空间存在垂直于纸面的匀强磁场,在半径为a的圆形区域内部及外部,磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B.一半径为b(ba)、电阻为R的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合当内、外磁
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