【物理】2018届二轮复习电磁感应中的电路问题学案（全国通用） 3页

第9点　电磁感应中的电路问题 ‎1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就是电源．如：切割磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线圈等．这种电源将其他形式能转化为电能．‎ 判断感应电流和感应电动势的方向，都是利用“相当于电源”的部分根据右手定则或楞次定律判定的．实际问题中应注意外电路电流由高电势流向低电势，而内电路则相反．‎ ‎2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．‎ 在闭合电路中，“相当于电源”的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于感应电动势．‎ ‎3．解决电磁感应中的电路问题三步曲：‎ ‎(1)确定电源．切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E＝n或E＝BLv求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向．‎ ‎(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图．‎ ‎(3)利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解．‎ 对点例题　固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd各边长为L，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可以忽略的铜线，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，现有一段与ab完全相同的电阻丝PQ架在导线框上(如图1所示)，以恒定的速度v从ad滑向bc，当PQ滑过L/3的距离时，通过aP段电阻丝的电流强度是多大？方向如何？‎ 图1‎ 解题指导　PQ 在磁场中做切割磁感线运动产生感应电动势，由于是回路，故电路中有感应电流，可将电阻丝PQ视为有内阻的电源，电阻丝aP与bP并联，且RaP＝R、RbP＝R，于是可画出如图所示的电路图．‎ 电源电动势为E＝BvL，外电阻为 R外＝＝R.‎ 总电阻为R总＝R外＋r＝R＋R，即R总＝R.电路中的电流为：‎ I＝＝.通过aP段的电流为：IaP＝I＝，方向由P到a.‎ 答案　　由 P到a 方法提炼　产生感应电动势的那部分导体相当于电源，注意电源内部电流的方向由低电势指向高电势．画出等效电路图是解决此类问题的关键，然后利用恒定电路的相关知识进行求解．‎ 用均匀导线做成的正方形线框电阻为r、边长为0.2 m，正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图2所示．当磁场以10 T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是 (　　)‎ 图2‎ A．Uab＝0.1 V B．Uab＝－0.1 V C．Uab＝0.2 V D．Uab＝－0.2 V 答案　B 解析　‎ 题中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势，从而在线框中产生感应电流．把左半部分线框看成电源，其电动势为E，内阻为，画出等效电路图如图所示，则a、b两点间的电势差即为电源的路端电压．设l是边长，且依题意知＝10 T/s.由E＝得E＝＝10× V＝0.2 V，U＝I·＝·＝0.1 V．由于a点电势低于b点电势，故Uab＝－0.1 V，故B选项正确．‎