电磁感应与电路综合课件

图12-4-2
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A.Ua＞Ub,Ua=Ud; C.Ua＞Ud,Ua=Ub; 答案是B
B.Ua＜Ub,Ua=Ud; D.Ua＜Ud,Ua=Ub;
在上题中若在cd段中点接入一个电压表， 则
此电压表( )
A.有读数 B.无读数 C.无法确定
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3.用均匀导线做成的正方形线框每边长 为0.2m，正方形的一半放在和纸面垂直 向里的匀强磁场中，如图12-4-3所示， 当磁场以每秒10T的变化率增强时，线框 中点a、b两点电势差是( B )
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【解题回顾】本题对闭合回路用 E=ΔΦ/ΔΤ也可求得，因为是匀速运动， 瞬时值与平均值是相等的.而在电磁感 应问题往往跟电路问题联系在一起， 解决这类问题，一要考虑电磁感应的 有关规律，如右手定则、楞次定律、 法拉第电磁感应定律等，二要考虑电 路中的有关规律，如串、并联电路的 性质，欧姆定律等.
电磁感应与电路
要点·疑点·考点 课前热身 能力·思维·方法 延伸·拓展
要点·疑点·考点
电磁感应与电路问题的联系就是电源与 电路的连接问题上.其主要步骤是：
1.确定电源.产生感应电流或感应电动 势的那部分电路就相当于电源，利用法拉 第电磁感应定律确定其电动势的大小，利 用楞次定律确定其正负极.需要强调的是： 在电源内部电流是由负极流向正极的，在 外部从正极流向外电路，并由负极流入电 源.如无感应电流，则可以假设电流如果存 在时的流向.
A.Ua＞Ub,Uc=Ud B.Ua＞Ub,Uc＞Ud C.Ua＞Ub,Uc＜Ud D.Ua＜Ub,Uc＞Ud
图12-4-1
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2.一个矩形闭合线框在垂直于磁场方向 的平面内平动，速度方向与bc平行，如 图12-4-2所示，设线框都在磁场内运动， 则线框a、b、c、d各点的电势之关系是： ()
0.024N ，方向是水平向右.
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【例1】如图12-4-5所示，在一磁感应强度 B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平 放置着两根相距d=0.1m的平行金属导轨MN和 PQ，导轨电阻忽略不计，
图12-4-5
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在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻 值R=0.3Ω 的电阻，导轨上跨放着一根长 为L=0.2m、每米电阻为r=2.0Ω 的金属棒 ab,ab与导轨正交放置，交点为c、d.当金 属棒以速度v=4.0m/s向右做匀速运动时， 试求金属棒ab两端的电势差.
A.Uab=0.1V B.Uab=-0.1V C.Uab=0.2V3
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4.两条光滑平行金属导轨间距d=0.6m，导
轨两端分别接有R1=10Ω ，R2=2.5Ω 的电阻， 磁感应强度B=0.2T的匀强磁场垂直于
轨道平面向纸外，如图
12-4-4所示，导轨上有
一根电阻为1.0Ω 的导体
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【例3】如图12-4-8所示，两个电阻器的阻值 分别为R与2R，其余电阻不计.电容器电容量 为C.匀强磁场磁感应强度的大小为B，方向垂 直纸面向里.金属棒ab、cd的长度均为L.当棒 ab以速度v向左切割磁感线运动，金属棒cd以 速度2v向右切割磁感线运动时，
电容C的电量为多
大?哪一个极板带 正电?
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【例2】如图12-4-7所示，在直线MN右边 的磁场
方向垂直纸面向外，
磁感应强度B=0.3T，
左边是与它方向相
反，磁感应强度大 小相等的磁场.
图12-4-7
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【解析】从OA边恰好在OM位置开始的 1/4个周期内，闭合回路ABCDA的AO、OD、 OC、OB导体均切割磁感线而产生感应电动 势，由右手定则可知，这四个部分导体切 割磁感线产生的电动势均正向串联，回路 中感应电流方向为ADCBA，其大小为： I=E/R=4Brv/R=3A.
杆MN.
图12-4-4
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当MN杆以v=5.0m/s的速度沿导轨向左滑 动时，(1)MN杆产生的感应电动势大小为 0.6V且杆的M 端电势高；(2)用电压表测MN 两点间电压时，电表的示数为0.4V ；(3)通 过电阻R1的电流为0.04A ，通过电阻R２的电 流为0.16A；(4)杆所受的安培力的大小为
要点·疑点·考点
2.分析电路结构，画出等效电路图. 这一步的实施的本质是确定“分析” 的到位与准确.承上启下，为下一步的 处理做好准备.
3.利用电路规律求解.主要还是欧 姆定律、串并联电路、电功、电热.
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1.如图12-4-1所示，当条形磁铁由静止开 始向右运动瞬间，a、b、c、d各点电势的 关系是：( C )
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【解析】利用电磁感应定律和闭合回路的欧 姆定律进行求解；等效 电路如图(可假设感应 电流方向是顺时针)：
图12-4-6
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金属棒ab切割磁感线产生感应电动势 为E=BLv=0.5×0.2×4.0=0.4V；图12-46cd边长只有L的一半，故cd间的感应电动 势E1=E/2=0.2V在闭合电路中，感应电流 I=E1/(R+Rcd)=0.4A；c、d两点间的电压是 路端电压Ucd=IR=0.12V；所以a、b两点间 电压为Uab=E-E1+Ucd=0.32V；
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【解题回顾】cd所在回路中由于含有 电容器C而不闭合，无电流.但电容器C 两极板电势不等.本题关键是由电磁感 应的规律、电路的有关规律求得两极板 之间的电势差；当电路不稳定时，如杆 做变速切割，且杆有电阻时，C两极板 电势差就要变化，从而杆cd所在回路就 会有充、放电电流，cd两端电势差就不 是电动势E2，而是它的路端电压.
图12-4-8
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【解析】金属棒ab以速度v向左切割磁感线运动，产 生的感应电动势E1=BLv，形成沿abfea方向的电流 I=E1/(R+2R)=BLv/3R；金属棒cd以速度2v向右切割磁感 线运动时，产生的感应电动势E2=2BLv，且由右手定则可 知，C点电势高，而f、d电势相同，所以c、e两点电势较 高者为c，两点电势差为Uce=Ucd+Ufe=E2+Ufe=7BLv/3；电容 器C的带电量Q=CUce=7BLvC/3，且右侧极板带正电.