（通用）高中物理 第一章 電磁感應(yīng)章末課件 教科選修32

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1、章末總結(jié) 第一章 電磁感應(yīng) 內(nèi)容索引 知識網(wǎng)絡(luò) 梳理知識 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò) 重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn) 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(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 的大小 感應(yīng)電動(dòng)勢 定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)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(shí)間 法拉第電磁 感應(yīng)定律 En ，適合求E的 值 t 平均 切割公式 EBLv，適合求E的 值 條件：B、 L、 v三者_(dá)

2、 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(yùn)動(dòng) 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：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

3、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(diǎn)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(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

4、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P的支持力為N，則 A.t1時(shí)刻N(yùn)G，P有收縮的趨勢 B.t2時(shí)刻N(yùn)G，此時(shí)穿過P的磁通量為0 C.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，此時(shí)穿過P的磁通量最小 答案 解析 圖1 對圖像的分析對圖像的分析，應(yīng)做到：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)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)

5、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(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方 向，則從C點(diǎn)進(jìn)入磁場到A點(diǎn)離開磁場的過程中，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 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(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. 技巧

6、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)，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(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 答案答案 4Bav3R 方向由 NM 23Bav (2)在圓

7、環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率. 答案 解析 答案答案 8B2a2v23R 解析解析 圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為： PIE8B2a2v23R. 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(dòng)勢的方式計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，如果是磁場變化，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 t 此類問題涉及電路知識、動(dòng)力學(xué)知識和能量觀點(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

8、電源，求出電源的電動(dòng)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(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，

9、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(dòng)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 (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， 由能量守恒定律有 m2gxsin Q總12m2v2 又 QR1R1R2Q總 解得Q1.3 J.