2018-2019学年物理同步人教版选修3-2学案:第四章 微专题培优(二) 电磁感应中的电路和图像问题 Word版含解析
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电磁感应中的电路问题   1.题型特点

  在电磁感应现象中,闭合电路中磁通量发生变化(或部分导体切割磁感线),在回路中将产生感应电动势和感应电流。在题目中常涉及电流、电压、电功等的计算,还可能涉及电磁感应与力学、能量等知识的综合分析。

  2.解题思路

  (1)明确哪部分导体或电路产生感应电动势,该导体或电路就是电源,其他部分是外电路。

  (2)用法拉第电磁感应定律或切割公式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动势的方向。

  (3)画出等效电路图。注意分清内外电路。

  (4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解。

  

  [例1] 如图所示,用相同的均匀导线制成的两个圆环a和b,已知b的半径是a的两倍。若在a内存在着随时间均匀变化的磁场,b在磁场外,M、N两点间的电势差为U;若该磁场存在于b内,a在磁场外,M、N两点间的电势差为多大?(M、N在连接两环的导线的中点,该连接导线的长度不计)

  [思路点拨] 解答本题时可按以下思路分析:

  ―→―→―→

  [解析] 磁场的变化引起磁通量的变化,从而使闭合电路产生感应电流。

  由题意,磁场随时间均匀变化,设磁场的变化率为,a的半径为r,则b的半径为2r,线圈导线单位长度电阻为R0。

  线圈a的电阻为Ra=2πrR0,线圈b的电阻为Rb=4πrR0。因此有Rb=2Ra。

  磁场在线圈a中时,a相当于电源,根据法拉第电磁感应定律,电动势为Ea=πr2,

  当磁场在线圈b中时,b相当于电源,所以

  Eb=π(2r)2=4Ea,

U是a为电源时的路端电压,由闭合电路欧姆定律,