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1、章末總結(jié),第一章電磁感應(yīng),內(nèi)容索引,,知識網(wǎng)絡(luò) 梳理知識 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),重點探究 啟迪思維 探究重點,知識網(wǎng)絡(luò),電磁感應(yīng),電磁感應(yīng)現(xiàn)象,現(xiàn)象,閉合電路中部分導(dǎo)體做 運動 閉合電路的 發(fā)生變化,,切割磁感線,,,磁通量,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：電路 且 變化 能量轉(zhuǎn)化：其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能或電能的轉(zhuǎn)移,閉合,磁通量,電磁感應(yīng),法拉第電磁 感應(yīng)定律 (感應(yīng)電動勢 的大小,感應(yīng)電動勢,定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢 產(chǎn)生的條件： 發(fā)生變化,,磁通量,,,磁通量的變化率： 內(nèi)磁通量的變化,單位時間,法拉第電磁 感應(yīng)定律,En ，適合求E的 值,,平均,切割公
2、式,,EBLv，適合求E的 值 條件：B、L、v三者_(dá)________,瞬時,互相垂直,適合判定 產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向 右手定則、左手定則、安培定則的區(qū)別,內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場 總要 引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,理解,阻礙,感應(yīng)電流總要阻礙 的變化 感應(yīng)電流總要阻礙 的相對運動,,磁通量,導(dǎo)體和磁場,應(yīng)用 步驟,首先明確原磁場的 和磁通量的 ，確定感應(yīng)電流的磁場方向 再用 確定感應(yīng)電流的方向),,方向,增減,安培定則,右手 定則,,電磁感應(yīng),楞次定律 (感應(yīng)電流 的方向),,,導(dǎo)體切割磁感線,電磁阻尼 高頻感
3、應(yīng)爐與電磁灶,自感 現(xiàn)象,定義： 發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 自感電動勢：總是阻礙 的變化 自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、 ，以及 是否有 等因素有關(guān) 應(yīng)用和防止,,渦流,定義：塊狀金屬在 的磁場中產(chǎn)生的環(huán)形 感應(yīng)電流,,電磁感應(yīng),自感現(xiàn)象 及其應(yīng)用 (特殊的 電磁感應(yīng) 現(xiàn)象,,,自身電流,自身電流,匝數(shù),鐵芯,應(yīng)用,,變化,重點探究,1.感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.感應(yīng)電流的磁場方向不一定與原磁場方向相反，只有在磁通量增加時兩者才相反，而在磁通量減少時兩者是同向的. 2.“阻礙”并不是“阻止”，而是“延緩”，回路中的磁通量
4、變化的趨勢不變，只不過變化得慢了. 3.“阻礙”的表現(xiàn)：增反減同、來拒去留等.,一、楞次定律的理解與應(yīng)用,例1如圖1甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中通有變化電流i，電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示(圖甲所示Q中電流方向為正)，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為N，則 A.t1時刻N(yùn)G，P有收縮的趨勢 B.t2時刻N(yùn)G，此時穿過P的磁通量為0 C.t3時刻N(yùn)G，此時P中無感應(yīng)電流 D.t4時刻N(yùn)
5、通量的增大，故線圈有收縮的趨勢，線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流(從上向下看)，由安培定則可判斷，螺線管下端為N極，線圈等效成小磁鐵，N極向上，則此時NG，故A正確； 當(dāng)螺線管中電流不變時，其形成的磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，線圈和螺線管間無相互作用力，故t2時刻N(yùn)G，此時穿過P的磁通量不為0，故B錯誤； t3時刻螺線管中電流為零，但是線圈P中磁通量是變化的，因此此時線圈中有感應(yīng)電流，故C錯誤； t4時刻電流不變時，其形成的磁場不變，線圈P中磁通量不變，故D錯誤.,對圖像的分析，應(yīng)做到： (1)明確圖像所描述的物理意義； (2)明確各種物理量正、負(fù)號的含義； (3)
6、明確斜率的含義； (4)明確圖像和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系.,二、電磁感應(yīng)中的圖像問題,,例2如圖2所示，三條平行虛線位于紙面內(nèi)，中間虛線兩側(cè)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向.菱形閉合導(dǎo)線框ABCD位于紙面內(nèi)且對角線AC與虛線垂直，磁場寬度與對角線AC長均為d，現(xiàn)使線框沿AC方向勻速穿過磁場，以逆時針方向為感應(yīng)電流的正方 向，則從C點進(jìn)入磁場到A點離開磁場的過程中，線 框中電流i隨時間t的變化關(guān)系圖像可能是,答案,解析,圖2,解析導(dǎo)線框ABCD在進(jìn)入左邊磁場時，由楞次定律和安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向應(yīng)為正方向，選項B、C錯誤； 當(dāng)導(dǎo)線框ABCD一部分在左磁場區(qū)，另一部分在
7、右磁場區(qū)時，回路中的最大電流要加倍，方向與剛進(jìn)入時的方向相反，選項D正確，選項A錯誤.,電磁感應(yīng)中圖像類選擇題的兩個常見解法 (1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯誤的選項. (2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖像作出分析和判斷，這未必是最簡捷的方法，但卻是最有效的方法.,求解電磁感應(yīng)中電路問題的關(guān)鍵是分清楚內(nèi)電路和外電路. “切割”磁感線的導(dǎo)體和磁通量變化的線圈都相當(dāng)于“電源”，該部分導(dǎo)體(或線圈)的電阻相當(dāng)于內(nèi)電阻，而其余部分的電阻則是外電阻.,三
8、、電磁感應(yīng)中的電路問題,例3把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖3所示，一長度為2a、電阻等于R、粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時，求： (1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；,答案,解析,圖3,解析把切割磁感線的金屬棒看成一個具有內(nèi)阻為R、電動勢為E的電源，兩個半圓環(huán)看成兩個并聯(lián)電阻，畫出等效電路如圖所示. 等效電源電動勢為：EBLv2Bav.,電流方向從N流向M. 根據(jù)閉合電路歐姆定律知，棒兩端的電壓為電源路端電壓.UMNIR外 Bav,(2)在圓
9、環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率.,答案,解析,解析圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為：,電磁感應(yīng)中電路問題的分析方法： (1)明確電路結(jié)構(gòu)，分清內(nèi)、外電路，畫出等效電路圖. (2)根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方式計算感應(yīng)電動勢的大小，如果是磁場變化，由En 計算；如果是導(dǎo)體切割磁感線，由EBLv計算. (3)根據(jù)楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向. (4)根據(jù)電路組成列出相應(yīng)的方程式.,此類問題涉及電路知識、動力學(xué)知識和能量觀點，綜合性很強(qiáng)，解決此類問題要注重以下三點： (1)電路分析 找“電源”：確定出由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源的電動勢E和內(nèi)阻r. 電路結(jié)構(gòu)分析 弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電
10、流大小，為求安培力做好鋪墊.,四、電磁感應(yīng)中的力電綜合問題,(2)力和運動分析 受力分析：分析研究對象(常為金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力情況，尤其注意安培力的方向. 運動分析：根據(jù)力與運動的關(guān)系，確定出運動模型，根據(jù)模型特點，找到解決途徑. (3)功和能量分析 做功分析，找全力所做的功，弄清功的正、負(fù). 能量轉(zhuǎn)化分析，弄清哪些能量增加，哪些能量減少，根據(jù)功能關(guān)系、能量守恒定律列方程求解.,例4如圖4所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角30的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計，間距L0.4 m，導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域和，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN.中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向下，中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向
11、上，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0.5 T.在區(qū)域中，將質(zhì)量m10.1 kg、電阻R10.1 的金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑.然后，在區(qū)域中將質(zhì)量m20.4 kg、電阻R20.1 的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開始下滑.cd在 滑動過程中始終處于區(qū)域的磁場中，ab、cd始 終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g 10 m/s2，問：,圖4,(1)cd下滑的過程中，ab中的電流方向；,答案,解析,答案由a流向b,解析由右手定則可判斷出cd中的電流方向為由d到c，則ab中電流方向為由a流向b.,(2)ab剛要向上滑動時，cd的速度v多大；,答案,解析,答案5 m/s,解析開始放置時ab剛好不下滑，ab所受摩擦力為最大靜摩擦力， 設(shè)其大小為fmax，有fmaxm1gsin 設(shè)ab剛要上滑時，cd棒的感應(yīng)電動勢為E， 由法拉第電磁感應(yīng)定律有EBLv 設(shè)電路中的感應(yīng)電流為I，由閉合電路歐姆定律有 I 設(shè)ab所受安培力為F安，有F安BIL 此時ab受到的最大靜摩擦力方向沿導(dǎo)軌向下，由平衡條件有 F安m1gsin fmax 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得v5 m/s.,(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中，cd滑動的距離x3.8 m，此過程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少.,答案,解析,答案1.3 J,解析設(shè)cd棒運動過程中在電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總，,解得Q1.3 J.,
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