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.2.掌握电磁感应现
象中感应电荷量求解的基本思路和方法.
一、电磁感应中的电路问题
处理电磁感应中电路问题的一般方法
1.明确哪部分电路或导体产生感应电动势,该部分电路或导体相当于电源,其他部分是外
电路.
2.画等效电路图,分清内、外电路.
ΔΦ
3.用法拉第电磁感应定律E=n或E=Blsinθ确定感应电动势的大小,用楞次定律或右
v
Δt
手定则确定感应电流的方向.注意在等效电源内部,电流方向从负极流向正极.
4.运用闭合电路的欧姆定律、串并联电路特点、电功率等公式求解.
例1如图甲所示,线圈总电阻r=0.5Ω,匝数n=10,其端点a、b与R=1.5Ω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φ、φ及两点电势差U,正确
abab
的是()
A.φφ,U=1.5V
abab
B.φφ,U=-1.5V
abab
C.φφ,U=-0.5V
abab
D.φφ,U=0.5V
abab
-22
针对训练1如图甲所示,一个圆形线圈匝数n=1000匝、面积S=2×10m、电阻r=1
Ω,在线圈外接一阻值为R=4Ω的电阻.把线圈放入一个匀强磁场中,磁场方向垂直线圈
平面向里,磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示.求:
(1)0~4s内,回路中的感应电动势;
(2)t=5s时,电阻两端的电压U.
例2如图所示,粗细均匀、电阻为2r的金属圆环,放在图示的匀强磁场中,磁场的磁感
r
应强度为B,圆环直径为l;长为l、电阻为的金属棒ab放在圆环上,且与圆环接触良好,
2
以速度向左匀速运动,当ab棒运动到图示虚线位置(圆环直径处)时,金属棒两端的电势
v0
差为()
1
A.Blv0B.Blv0
2
12
C.Blv0D.Blv0
33
针对训练2粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线
框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出
磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差的绝对值最大的是()
1.“电源”的确定方法:“切割”磁感线的导体(或磁通量发生变化的线圈)相当于“电
源”,该部分导体(或线圈)的电阻相当于“内电阻”.
2.电流的流向:在“电源”内部电流从负极流向正极,在“电源”外部电流从正极流向负
极.
二、电磁感应中的电荷量问题
闭合回路中磁通量发生变化时,电荷发生定向移动而形成感应电流,在Δt内通过某一截面
IEΔΦ1nΔΦ
的电荷量(感应电荷量)q=·Δt=·Δt=n··Δt=.
R总ΔtR总R总
由上式可知,线圈匝数一定时,通过某一截面的感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量
决定,与时间无关.
例3如图所示,用粗细相