【正文】
看,通過回路的磁通量與時間無關(guān),但ΔΦ與時間有關(guān),隨時間而變化.3.Δq=CBLΔv(式中C為電容器的電容,B為勻強磁場的磁感應強度,L為導體棒切割磁感線的長度,Δv為導體棒切割速度的變化量)在勻強磁場中,電容器接在切割磁感線的導體棒兩端,不計一切電阻,電容器兩極板間電壓等于導體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E,通過電容器的電流I==,又E=BLv,則ΔU=BLΔv,可得Δq=CBLΔv.二、求解焦耳熱Q的三種方法“科學思維”展示思想方法一、電磁感應中電路綜合問題1.等效電源的分析(1)用法拉第電磁感應定律算出E的大?。刃щ娫磧啥说碾妷旱扔诼范穗妷?,一般不等于電源電動勢,除非切割磁感線的導體(或線圈)電阻為零.(2)用楞次定律或右手定則確定感應電動勢的方向,從而確定電源正負極.感應電流方向是電源內(nèi)部電流的方向,要特別注意在等效電源內(nèi)部,電流由負極流向正極.(3)明確電源內(nèi)阻r.2.電路結(jié)構(gòu)的分析(1)分析內(nèi)、外電路,以及外電路的串并聯(lián)關(guān)系,畫出等效的電路圖.(2)應用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路知識和電功率、焦耳定律等關(guān)系式聯(lián)立求解.模型建構(gòu)二、分析線框在磁場中運動問題的兩大關(guān)鍵1.分析電磁感應情況:弄清線框在運動過程中是否有磁通量不變的階段,線框進入和穿出磁場的過程中,才有感應電流產(chǎn)生,結(jié)合閉合電路歐姆定律列方程解答.2.分析導線框的受力以及運動情況,選擇合適的力學規(guī)律處理問題:在題目中涉及電荷量、時間以及安培力為變力時應選用動量定理處理問題;如果題目中涉及加速度的問題時選用牛頓運動定律解決問題比較方便.三、解決電磁感應綜合問題的“看到”與“想到”1.看到“磁感應強度B隨時間t均勻變化”,想到“=k為定值”.2.看到“線圈(回路)中磁通量變化”時,想到“增反減同”.3.看到“導體與磁體間有相對運動”時,想到“來拒去留”.4.看到“回路面積可以變化”時,想到“增縮減擴”.命題熱點新課標卷Ⅲ)如圖,水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈,右邊套有一金屬圓環(huán).圓環(huán)初始時靜止.將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài),電路接通的瞬間,可觀察到( B )A.撥至M端或N端,圓環(huán)都向左運動B.撥至M端或N端,圓環(huán)都向右運動C.撥至M端時圓環(huán)向左運動,撥至N端時向右運動D.撥至M端時圓環(huán)向右運動,撥至N端時向左運動【解析】 無論開關(guān)S撥至哪一端,當把電路接通一瞬間,左邊線圈中的電流從無到有,電流在線圈軸線上的磁場從無到有,從而引起穿過圓環(huán)的磁通量突然增大,根據(jù)楞次定律(增反減同),右邊圓環(huán)中產(chǎn)生了與左邊線圈中方向相反的電流,異向電流相互排斥,故選B.3.(2020安徽馬鞍山質(zhì)檢)如圖所示,虛線邊界MN右側(cè)充滿垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B,紙面內(nèi)有一個邊長為L,粗細均勻的正方形導線框abcd,cd邊與MN平行.導線框在外力作用下,先后以v和2v的速度垂直MN兩次勻速進入磁場.運動過程中線框平面始終與磁場垂直,則( C )A.進入磁場過程中,導線框中感應電流方向為逆時針方向B.導線框以速度v進入磁場時,cd兩點間電勢差為BLvC.導線框兩次進入磁場過程中產(chǎn)生的熱量之比1∶2D.導線框兩次進入磁場過程中,外力做功的功率之比1∶2【解析】 由楞次定律可知,進入磁場過程中,導線框中感應電流方向為順時針方向,選項A錯誤;導線框以速度v進入磁場時,電動勢E=BLv,則cd兩點間電勢差為Ucd=BLv,選項B錯誤;導線框兩次進入磁場過程中產(chǎn)生的熱量為Q=t==∝v,則產(chǎn)生的熱量之比為1∶2,選項C正確;導線框兩次進入磁場過程中,外力做功的功率等于電功率,即P==∝v2,則外力功率之比為1∶4,選項D錯誤.11.(2020全國卷Ⅲ,19)如圖所示,方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導軌,兩相同的光滑導體棒ab、cd靜止在導軌上.t=0時,棒ab以初速度v0向右滑動.運動過程中,ab、cd始終與導軌垂直并接觸良好,兩者速度分別用vv2表示,回路中的電流用I表示.下列圖像中可能正確的是( AC )【解析】 導體棒ab運動,切割磁感線,產(chǎn)生感應電流(逆時針),導體棒ab受安培力F作用,速度減小,導體棒cd受安培力F′作用,速度增大,最終兩棒速度相等,如下圖所示.由E=Blv知,感應電動勢E隨速度v的減小而減小,則感應電流非均勻變化.當兩棒的速度相等時,回路上感應電流消失,兩棒在導軌上以共同速度做勻速運動.由系統(tǒng)的動量守恒得mv0=2mv共,v共=,A正確;導體棒cd受變力作用,加速度逐漸減小,其v-t圖像應該是曲線,B錯誤;由前面分析知,兩導體棒做變速運動,感應電流變小,最后為零,但非均勻變化,C正確,D錯誤.