教案-全国-2020_（江苏专用）2021版高考物理一轮复习 第10章 电磁感应 第3节 电磁感应中的电路和图象问题教案.doc

10第3节电磁感应中的电路和图象问题电磁感应中的电路问题eq\o([讲典例示法])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eq\o([典例示法])(一题多变)(多选)如图所示，水平面上固定一个顶角为60°的光滑金属导轨MON，导轨处于磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中。质量为m的导体棒CD与∠MON的角平分线垂直，导轨与棒单位长度的电阻均为r。t＝0时刻，棒CD在水平外力F的作用下从O点以恒定速度v0沿∠MON的角平分线向右滑动，在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。若棒与导轨均足够长，则()A．流过导体棒的电流I始终为eq\f(Bv0,3r)B．F随时间t的变化关系为F＝eq\f(2\r(3)B2v\o\al(2,0),9r)tC．t0时刻导体棒的发热功率为eq\f(2\r(3)B2v\o\al(3,0),27r)t0D．撤去F后，导体棒上能产生的焦耳热为eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)ABC[导体棒的有效切割长度L＝2v0ttan30°，感应电动势E＝BLv0，回路的总电阻R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2v0ttan30°＋\f(2v0t,cos30°)))r，联立可得通过导体棒的电流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Bv0,3r)，选项A正确；导体棒受力平衡，则外力F与安培力平衡，即F＝BIL，得F＝eq\f(2\r(3)B2v\o\al(2,0),9r)t，选项B正确；t0时刻导体棒的电阻为Rx＝2v0t0tan30°·r，则导体棒的发热功率P棒＝I2Rx＝eq\f(2\r(3)B2v\o\al(3,0),27r)t0，选项C正确；从撤去F到导体棒停下的过程，根据能量守恒定律有Q棒＋Q轨＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－0，得导体棒上能产生的焦耳热Q棒＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－Q轨<eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，选项D错误。][变式1]试推导出回路中的热功率P随时间变化的关系式，并画出图象。提示：回路中热功率P＝I2R，回路中电流I＝eq\f(Bv0,3r)为定值，R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(tan30°＋\f(1,cos30°)))2v0tr，可得P＝eq\f(2\r(3)B2v\o\al(3,0),9r)t，图象如图甲所示。甲[变式2]试推导出回路中产生的焦耳热Q随时间变化的关系式，并画出图象。提示：中P­t图线与t轴所围面积表示回路中产生的焦耳热Q，则Q＝eq\f(1,2)Pt＝eq\f(\r(3)B2v\o\al(3,0),9r)t2。图象如图乙、丙所示。乙丙电磁感应中确定电源的方法(1)判断产生电磁感应现象的那一部分导体(电源)。(2)动生问题(棒切割磁感线)产生的电动势E＝BLv，方向由右手定则判定。(3)感生问题(磁感应强度的变化)的电动势E＝neq\f(ΔBS,Δt)，方向由楞次定律判定。在等效电源内部电流方向都是由负极流向正极的。eq\o([跟进训练])感生电动势电路分析1.(2016·浙江高考)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4D．a、b线圈中电功率之比为3∶1B[当磁感应强度变大时，由楞次定律知，线圈中感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由安培定则知，线圈内产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；由法拉第电磁感应定律E＝Seq\f(ΔB,Δt)及Sa∶Sb＝9∶1知，Ea＝9Eb，选项B正确；由R＝ρeq\f(L,S′)知两线圈的电阻关系为Ra＝3Rb，其感应电流之比为Ia∶Ib＝3∶1，选项C错误；两线圈的电功率之比为Pa∶Pb＝EaIa∶EbIb＝27∶1，选项D错误。]2．(多选)如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt(常量k>0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1＝R0、R2＝eq\f(R0,2)。闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则()A．R2两端的电压为eq\f(U,7)B．电容器的a极板带正电C．滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍D．正方形导线框中的