专题28 电磁感应中的电路问题
1.内电路和外电路
(1)切割(平动或转动)磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源。
(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外电阻。
2.对电磁感应中电源电源电动势和路端电压的理解
(1) 电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题,可用右手定则或楞次定律判定。
(2)电动势:E=Blv、E=BωL2或。
(3)路端电压:“电源”两端的电压为路端电压,而不是感应电动势。U=IR=E-Ir=。在电源内部电流由负极流向正极。
(4) 在电磁感应电路中,相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能。
3.电磁感应中电路知识的关系:闭合电路; ;P=IU;Q=I2Rt;q=CU通过电动势、功和能联系电磁感应E=Blv;; ;。
4.误区分析
(1)不能正确分析感应电动势及感应电流的方向。因产生感应电动势的那部分电路为电源部分,故该部分电路中的电流应为电源内部的电流,而外电路中的电流方向仍是从高电势到低电势。
(2)应用欧姆定律分析求解电路时,没有注意等效电源的内阻对电路的影响。
(3)对连接在电路中电表的读数不能正确进行分析,特别是并联在等效电源两端的电压表,其示数应该是路端电压,而不是等效电源的电动势。
5.分析电磁感应电路问题的基本思路
(1)确定电源:用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则 确定感应电动势的大小和方向,电源内部电流的方向是从低电势流向高电势;
(2)分析电路结构:根据“等效电源”和电路中其他元件的连接方式画出等效电路。注意区别内外电路,区别路端电压、电动势;
(3)利用电路规律求解:根据E=BLv或求感应电动势,结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式求感应电流→两个电压U内=I r、U外=E−I r;电路功率P总= IE、P外= IU外。
6.电磁感应电路的几个等效问题
(1)切割磁感线的导体部分→闭合电路的电源;
(2)切割磁感线的导体电阻→电源内阻;
(3)其余部分电路→外电路;
(4)其余部分电路电阻→外电路电阻;
(5)产生电磁感应的回路→闭合电路。
7.解决电磁感应中的电路问题三步曲
(1)“源”的分 析: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,该导体或回路相当于电源,利用法拉第电磁感应定律或E=Blvsinθ算出感应电动势的大小,利用右手定则或楞次定律确定感应电动势的方向—感应电流方向是电源内部电流的方向,从而确定电源正负极,明确内阻r。
(2)“路”的分析:根据“等效电源”和电路中其它各元件的连接方式,分析 电路结构,画出等效电路图。
(3)“式”的建立: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和电功率、焦耳定律等关系式列方程求解。