2024年高中物理新教材同步学案 选择性必修第二册 第2章 专题强化7　电磁感应中的电路、电荷量问题（含解析）

这是一份2024年高中物理新教材同步学案 选择性必修第二册 第2章 专题强化7　电磁感应中的电路、电荷量问题（含解析），共13页。
专题强化7　电磁感应中的电路、电荷量问题[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(重点)。2.掌握电磁感应现象中电荷量求解的基本思路和方法(重难点)。一、电磁感应中的电路问题如图所示，边长为L的正方形均匀导体框以速度v0匀速进入右侧的匀强磁场(磁感应强度大小为B)，导体框的总阻值为R，________(选填“ab边”或“da边”)相当于电源，电动势大小为_________。请作出等效电路图，Uab为等效电路中的_________(选填“电动势”“内电压”或“路端电压”)，大小为________。答案　ab边　BLv0　如图所示　路端电压　eq \f(3,4)BLv0处理电磁感应中电路问题的一般思路(1)明确“角色”：确定“电源”和外电路。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)求感应电动势：用法拉第电磁感应定律E＝neq \f(ΔΦ,Δt)或E＝Blv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。(4)对闭合回路进行分析、计算：运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点，计算电流、电压、电功率、电热等物理量。例1　把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a、电阻等于R、粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右运动经过环心O时，求：(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN；(2)圆环和金属棒消耗的总热功率。答案　(1)eq \f(4Bav,3R)　方向从N流向M　eq \f(2,3)Bav(2)eq \f(8B2a2v2,3R)解析　(1)把切割磁感线的金属棒看成一个内阻为R、电动势为E的电源，两个半圆环看成两个并联电阻，且R1＝R2＝R，画出等效电路如图所示。等效电源电动势为E＝2Bav外电路的总电阻为R外＝eq \f(R1R2,R1＋R2)＝eq \f(1,2)R棒上电流大小为I＝eq \f(E,R总)＝eq \f(2Bav,\f(1,2)R＋R)＝eq \f(4Bav,3R)由右手定则可知金属棒中电流方向为从N流向M。根据闭合电路欧姆定律知，棒两端的电压为路端电压，UMN＝IR外＝eq \f(2,3)Bav。(2)圆环和金属棒消耗的总热功率为P＝IE＝eq \f(8B2a2v2,3R)。例2　如图甲所示，线圈总电阻r＝0.5 Ω，匝数n＝10，其端点a、b与R＝1.5 Ω的电阻相连，线圈内磁通量变化规律如图乙所示。关于a、b两点电势φa、φb及两点电势差Uab，正确的是(　　)A．φa>φb，Uab＝1.5 VB．φa