高中物理 第一章 電磁感應(yīng)章末課件 教科版選修32

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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(shí)網(wǎng)絡(luò)梳理知識(shí) 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)探究啟迪思維 探究重點(diǎn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)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(yùn)動(dòng)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(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)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(shí)間法拉第電磁感應(yīng)定律En ，適合求E的 值平均切割公式EBLv，適合求E的 值條件：B、 L、 v三者_(dá)瞬時(shí)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

2、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(chǎng) 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(duì)運(yùn)動(dòng)磁通量導(dǎo)體和磁場(chǎng)應(yīng)用步驟首先明確原磁場(chǎng)的 和磁通量的 ，確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(dòng)勢(shì)：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(chǎng)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

3、匝數(shù)鐵芯應(yīng)用變化重點(diǎn)探究重點(diǎn)探究1.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(chǎng)方向不一定與原磁場(chǎng)方向相反，只有在磁通量增加時(shí)兩者才相反，而在磁通量減少時(shí)兩者是同向的.2.“阻礙”并不是“阻止”，而是“延緩”，回路中的磁通量變化的趨勢(shì)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(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示(圖甲所示Q中電流方向?yàn)檎?，P所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力為N，則 A.t1時(shí)刻N(yùn)G，P有收縮的趨勢(shì)B.t2時(shí)刻N(yùn)G

4、，此時(shí)穿過P的磁通量為0C.t3時(shí)刻N(yùn)G，此時(shí)P中無感應(yīng)電流D.t4時(shí)刻N(yùn)G，故A正確；當(dāng)螺線管中電流不變時(shí)，其形成的磁場(chǎng)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(shí)刻N(yùn)G，此時(shí)穿過P的磁通量不為0，故B錯(cuò)誤；t3時(shí)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(shí)線圈中有感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；t4時(shí)刻電流不變時(shí)，其形成的磁場(chǎng)不變，線圈P中磁通量不變，故D錯(cuò)誤.對(duì)圖像的分析，應(yīng)做到：對(duì)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(hào)的含義；(3)明確斜率的含義；(4)明確圖像和電磁感應(yīng)過程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系.二、電磁

5、感應(yīng)中的圖像問題例例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(chǎng)，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(duì)角線AC與虛線垂直，磁場(chǎng)寬度與對(duì)角線AC長(zhǎng)均為d，現(xiàn)使線框沿AC方向勻速穿過磁場(chǎng)，以逆時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，則從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到A點(diǎn)離開磁場(chǎng)的過程中，線框中電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖像可能是 答案解析圖2解析解析導(dǎo)線框ABCD在進(jìn)入左邊磁場(chǎng)時(shí)，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(xiàng)B、C錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)線框ABCD一部分在左磁場(chǎng)區(qū)，另一部分在右磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，回路中的最大電流要加倍，方向與剛進(jìn)入時(shí)的方向相反，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A錯(cuò)

6、誤.電磁感應(yīng)中圖像類選擇題的兩個(gè)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(shì)(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(cuò)誤的選項(xiàng).(2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖像作出分析和判斷，這未必是最簡(jiǎn)捷的方法，但卻是最有效的方法.技巧點(diǎn)撥技巧點(diǎn)撥求解電磁感應(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、電磁感應(yīng)中的電路問題例例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)，

7、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(chǎng)中，如圖3所示，一長(zhǎng)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(dòng)經(jīng)過環(huán)心O時(shí)，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解析解析把切割磁感線的金屬棒看成一個(gè)具有內(nèi)阻為R、電動(dòng)勢(shì)為E的電源，兩個(gè)半圓環(huán)看成兩個(gè)并聯(lián)電阻，畫出等效電路如圖所示.等效電源電動(dòng)勢(shì)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)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率.答案解析解析解析圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為：電磁感應(yīng)中電路問

8、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(dòng)勢(shì)的方式計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，如果是磁場(chǎng)變化，由En 計(jì)算；如果是導(dǎo)體切割磁感線，由EBLv計(jì)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.總結(jié)提升總結(jié)提升此類問題涉及電路知識(shí)、動(dòng)力學(xué)知識(shí)和能量觀點(diǎn)，綜合性很強(qiáng)，解決此類問題要注重以下三點(diǎn)：(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(dòng)勢(shì)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(yùn)動(dòng)分析受力分析：分析研究對(duì)象(常

9、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(yùn)動(dòng)分析：根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，確定出運(yùn)動(dòng)模型，根據(jù)模型特點(diǎn)，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.例例4如圖4所示，兩根足夠長(zhǎng)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(jì)，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(chǎng)方向垂直斜面向下，中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，兩磁場(chǎng)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

10、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(dòng)過程中始終處于區(qū)域的磁場(chǎng)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g10 m/s2，問：圖4(1)cd下滑的過程中，ab中的電流方向；答案解析答案答案由a流向b解析解析由右手定則可判斷出cd中的電流方向?yàn)橛蒬到c，則ab中電流方向?yàn)橛蒩流向b.(2)ab剛要向上滑動(dòng)時(shí)，cd的速度v多大；答案解析答案答案5 m/s解析解析開始放置時(shí)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(shí)，cd棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shí)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(dòng)的過程中，cd滑動(dòng)的距離x3.8 m，此過程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少.答案解析答案答案1.3 J解析解析設(shè)cd棒運(yùn)動(dòng)過程中在電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總，解得Q1.3 J.