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(共21张PPT)
电磁感应中的图像问题
例1：一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图2甲所示)，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示．以I表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则下图中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是 (　　)
C
例2：如图5所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B.一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，在图6中线框A、B两端电压UAB与线框移动距离x的关系图象正确的是(　　)
D
例3. 如图10所示虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动．线框中感应电流方向以逆时针为正方向，图中的四个图象中能正确描述线框从图示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是(　　)
A
例4. 如图所示A是一底边宽为L的闭合线框，其电阻为R.现使线框以恒定的速度v沿x轴向右运动，并穿过图中所示的宽度为d的匀强磁场区域，已知LD
例5．如图所示，图中两条平行虚线间存在匀强磁场，虚线间的距离为2L，磁场方向垂直纸面向里．abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad、ab边长均为2L且相互垂直，bc边长为3L，t＝0时刻，c点与磁场区域边界重合(如图)．现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的(I－t)关系图线可能是(时间以L/v为单位) (　　)
B
电磁感应中的图像问题思路总结：
(1)明确图像的种类，即是B－t图像还是Φ－t图像，或者E－t图像、I－t图像等．
(2)分析电磁感应的具体过程．
(3)用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向．
(4)用法拉第电磁感应定律E＝n ΔΦ/ Δt或E＝Blv求感应电动势的大小．
(5)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式．
(6)根据函数关系画图像或判断图像，注意分析斜率的意义及变化．
专题三 电磁感应中的电路问题
电磁感应中的电路问题思路总结：
(1)确定电源．切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E＝n ΔΦ/ Δt 或E＝Blv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)利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解．
例1.如图2所示，有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度B＝0.2 T，磁场方向垂直纸面向里．在磁场中有一半径r＝0.4 m的金属圆环，磁场与圆环面垂直，圆环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2 Ω.一金属棒MN与圆环接触良好，棒与圆环的电阻均忽略不计．
(1)若棒以v0＝5 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬时MN中的电动势和流过灯L1的电流；
例1.如图2所示，有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度B＝0.2 T，磁场方向垂直纸面向里．在磁场中有一半径r＝0.4 m的金属圆环，磁场与圆环面垂直，圆环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2 Ω.一金属棒MN与圆环接触良好，棒与圆环的电阻均忽略不计．
(2)撤去金属棒MN，若此时磁场随时间均匀变化，磁感应强度的变化率为ΔB/ Δt ＝ 4/ Π T/s，求回路中的电动势和灯L1的电功率．
例2.用均匀导线做成的正方形线框电阻为r、边长为0.2 m，正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图2所示．当磁场以10 T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是 (　　)
A．Uab＝0.1 V
B．Uab＝－0.1 V
C．Uab＝0.2 V
D．Uab＝－0.2 V
例3.如图所示，在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中，有一个半径r＝0.5 m的金属圆环．圆环所在的平面与磁感线垂直，OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20 rad/s的角速度绕圆心O匀速转动．A端始终与圆环相接触，OA棒的电阻R＝0.1 Ω，图中定值电阻R1＝100 Ω，R2＝4.9 Ω，电容器的电容C＝100 pF.圆环和连接导线的电阻忽略不计，则：
(1)电容器的带电荷量是多少？
(2)电路中消耗的电功率是多少？
例4.两根相距为l＝1 m的足够长的金属导轨如图14所示放置，一组导轨水平，另一组平行导轨与水平面成37°角，拐角处连接一阻值为R＝1 Ω的电阻。质量均为m＝1 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ＝0.5，导轨电阻不计，两杆的电阻均为R＝1 Ω。整个装置处于磁感应强度大小为B＝1 T，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，静止的cd杆所受摩擦力为最大静摩擦力，方向沿斜面向下。求此拉力的功率。(重力加速度g＝10 m/s2。可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
2 700 W
例5.如图甲所示，面积为0.1 m2的10匝线圈EFG处在某磁场中，t＝0时，磁场方向垂直于线圈平面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示．已知线圈与右侧电路接触良好，电路中的电阻R＝4 Ω，电容C＝10 μF，线圈EFG的电阻r=1 Ω，其余部分电阻不计．当开关S闭合，电路稳定后，在t1＝0.1 s至t2＝0.2 s这段时间内(　　)
A．电容器所带的电荷量为1×10－4 C
B．通过R的电流是2.5 A，方向从b到a
C．通过R的电流是2 A，方向从a到b
D．R消耗的电功率是20 W
例6.如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中( )
A．PQ中电流先增大后减小
B．PQ两端电压先减小后增大
C．PQ上拉力的功率先减小后增大
D．线框消耗的电功率先减小后增大
例7.如图16甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积S＝200 cm2，匝数n＝1000，线圈电阻r＝1.0 Ω。线圈与电阻R构成闭合回路，电阻R＝4.0 Ω。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求：
(1)在t＝2.0 s时刻，通过电阻R的感应电流大小；
(2)在t＝5.0 s时刻，电阻R消耗的电功率；
(3)0～6.0 s内整个闭合电路中产生的热量。
(1)0.2 A　(2)2.56 W　(3)7.2 J
[典例启迪]
[例2](2010·上海高考)如图12－3－9所
示，一有界区域内，存在着磁感应强度大
小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面
向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，
边长为L的正方形框abcd的bc边紧靠磁场边
缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图12－3－10中的 (　　)
图12－3－9
图12－3－10
[审题指导]　(1)题干中正方向的规定．
(2)当bc边进入右边磁场时，ad、bc两边同时切割磁感线．
[答案]　AC
一导体圆环位于纸面内，O为圆心．环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直．导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环接触良好．在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度ω逆时针转动，t＝0时恰好在图示位置．规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t＝0开始转动一周的过程中，电流随ωt变化的图象是图8中的(　　)
C

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