人教版選修電磁感應(yīng)章末復(fù)習(xí)市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、第四章電磁感應(yīng)章末復(fù)習(xí)第1頁(yè)第1頁(yè) 【例1】如圖1所表示,把總電阻為2R均勻電阻絲焊接成二分之一徑為a圓環(huán),水平固定在豎直向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一長(zhǎng)度為2a、電阻等于R、粗細(xì)均勻金屬棒MN放在圓環(huán)上,它與圓環(huán)始終保持良好接觸.當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng),且通過(guò)環(huán)心O時(shí),求:(1)流過(guò)棒電流大小和方向及棒兩端電壓UMN.(2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗總熱功率.圖1第2頁(yè)第2頁(yè)解析 (1)金屬棒過(guò)環(huán)心時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小為E=2Bav由閉合電路歐姆定律得電流大小為電流方向從N流向M.路端電壓為UMN=(2)全電路熱功率為P=EI=第3頁(yè)第3頁(yè)專項(xiàng)一 電磁感應(yīng)中電路問(wèn)題(1)明確哪部分相稱于電源,由法

2、拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律擬定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小和方向;(2)畫(huà)出等效電路圖;(3)利用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路性質(zhì)求解未知物理量.第4頁(yè)第4頁(yè) 【例2】如圖2所表示,兩根無(wú)限長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為 絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R電阻.一根質(zhì)量為m均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直,整套裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上,導(dǎo)軌和金屬桿電阻可忽略.讓金屬桿ab沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑,通過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,金屬桿達(dá)到最大速度vm,在這個(gè)過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生熱為Q.導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,它們之間動(dòng)摩擦因數(shù)為 ,且 tan .重力加速度為g.(1)求磁感

3、應(yīng)強(qiáng)度大小.第5頁(yè)第5頁(yè)(2)金屬桿在加速下滑過(guò)程中,當(dāng)速度達(dá)到 vm時(shí),求此時(shí)桿加速度大小.(3)求金屬桿從靜止開(kāi)始至達(dá)到最大速度時(shí)下降高度.第6頁(yè)第6頁(yè)解析 (1)當(dāng)桿達(dá)到最大速度時(shí)受力平衡,受力以下圖所示.mgsin =BIL+ FNFN=mgcos 電路中電流解得第7頁(yè)第7頁(yè)(2)當(dāng)桿速度為 vm時(shí),由牛頓第二定律mgsin -BIL- FN=ma此時(shí)電路中電流I=解得a= g(sin - cos )(3)設(shè)金屬桿從靜止開(kāi)始至達(dá)到最大速度時(shí)下降高度為h,由能量守恒mgh= 又h=xsin解得h=第8頁(yè)第8頁(yè)答案第9頁(yè)第9頁(yè) 專項(xiàng)二 電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)分析基本思緒:導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)

4、勢(shì)感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合力改變加速度改變速度改變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)改變周而復(fù)始循環(huán),循環(huán)結(jié)束時(shí),加速度等于零,導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài). 第10頁(yè)第10頁(yè)+1練習(xí).如圖6所表示,平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,寬為L(zhǎng),上端接有阻值為R定值電阻,質(zhì)量為m金屬桿與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.導(dǎo)軌和桿電阻不計(jì). 金屬桿由靜止開(kāi)始下落,下落h時(shí)速度達(dá)到最大,重力加速度為g.求: (1)金屬桿最大速度vm. (2)金屬桿由靜止開(kāi)始下落至速度最大過(guò)程中,電 阻R上產(chǎn)生熱量Q.圖6第11頁(yè)第11頁(yè)解析 (1)金屬桿速度最大時(shí),安培力與重力平衡,有mg=BIL金屬桿中電動(dòng)勢(shì)E=BLv由歐姆定

5、律I= ,則有vm=(2)由功效關(guān)系得mgh=Q+ mv2則Q=mgh- m =mgh-答案 (1) (2)第12頁(yè)第12頁(yè)本章能力要求：1、能夠從空間想象角度理解法拉第電磁感應(yīng)定律；2、用畫(huà)圖辦法將題目中所敘述電磁感應(yīng)現(xiàn)象表示出來(lái)；3、能夠?qū)㈦姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象實(shí)際問(wèn)題抽象成直流電路問(wèn)題；4、能夠用能量轉(zhuǎn)化和守恒觀點(diǎn)分析處理電磁感應(yīng)問(wèn)題；會(huì)用圖象表示電磁感應(yīng)物理過(guò)程,5、也能夠辨認(rèn)電磁感應(yīng)問(wèn)題圖象.第13頁(yè)第13頁(yè)第14頁(yè)第14頁(yè) 在本章知識(shí)應(yīng)用過(guò)程中,試卷中常犯錯(cuò)誤主要表現(xiàn)在：概念理解不準(zhǔn)確；空間想象出現(xiàn)錯(cuò)誤；利用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律時(shí),操作環(huán)節(jié)不規(guī)范；不會(huì)利用圖象法來(lái)研究處理,綜合利用電

6、路知識(shí)時(shí)將等效電路圖畫(huà)錯(cuò).第15頁(yè)第15頁(yè)易錯(cuò)點(diǎn)實(shí)例分析29.不能準(zhǔn)確判斷圖象改變產(chǎn)生錯(cuò)誤【試題回放】 如圖1(a)所表示,面積為0.01 m2、電阻為0.1 正方形 導(dǎo)線框放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與線框平面垂直.磁 感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t改變圖線如圖(b).t=0時(shí)刻,磁感應(yīng) 強(qiáng)度方向垂直于紙面向里.在1 s末線框中感應(yīng)電流 大小為 A.若要求水平向左為正方向,請(qǐng)?jiān)?圖(c)中定性畫(huà)出前4 s內(nèi)ab邊所受安培力F隨時(shí)間t 改變圖線.第16頁(yè)第16頁(yè)【錯(cuò)解分析】 本題出現(xiàn)錯(cuò)誤主要原因是畫(huà)圖象時(shí)沒(méi)有考慮到磁感應(yīng)強(qiáng)度改變,誤認(rèn)為安培力為恒力.錯(cuò)解下列：依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=nI=0.2 A,則F=

7、ILB=0.20.12 N=0.4 N,得犯錯(cuò)誤圖象如圖所表示.圖1第17頁(yè)第17頁(yè)【正確答案】 線圈中磁通量發(fā)生改變,磁通量改變率不變,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變, 依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E= n 得E=0.02 V,I=0.2 A. 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,ab受到安培力作用,但由于磁感應(yīng)強(qiáng)度是改變,因此ab邊受到安培力是改變.若要求向左為正方向,依據(jù)F=ILB,安培力與B成正比,01 s安培力正向減小,12 s安培力為反向增大,23 s為正向減小,34 s為反向增大.Ft圖象如圖所表示.第18頁(yè)第18頁(yè) 圖象類問(wèn)題是高考考察熱點(diǎn)內(nèi)容,在歷年高考試卷中經(jīng)常有所表達(dá),但在考察過(guò)程中錯(cuò)誤率也較高,主要表達(dá)

8、在有些同窗對(duì)坐標(biāo)軸上單位沒(méi)有弄清楚,對(duì)物理量在改變過(guò)程中大小、正負(fù)沒(méi)有分析清楚.解答圖象問(wèn)題關(guān)鍵是正確過(guò)程分析,只有明確各物理量隨時(shí)間(或位置等)改變情況,才也許選擇或畫(huà)出正確圖象.第19頁(yè)第19頁(yè)30.由于對(duì)電磁感應(yīng)中電路結(jié)構(gòu)分析不妥造成錯(cuò)誤【試題回放】 如圖2甲所表示,兩根電阻不計(jì)光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置,間距為d=0.5 m,左端連接一個(gè)阻值為R=2 電阻,右端連接一個(gè)阻值為RL=4 小燈泡,在矩形區(qū)域CDEF內(nèi)有豎直向上勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖乙所表示規(guī)律改變,CE長(zhǎng)為x=2 m.在t=0時(shí)刻,一阻值為r=2 金屬棒在恒力F作用下由靜止開(kāi)始從圖示ab位置沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),金屬

9、棒從ab運(yùn)動(dòng)到EF過(guò)程中,小燈泡亮度始終沒(méi)有發(fā)生改變,求：第20頁(yè)第20頁(yè)(1)通過(guò)小燈泡電流.(2)恒力F大小.(3)金屬棒質(zhì)量.圖2第21頁(yè)第21頁(yè)【錯(cuò)解分析】 本題出現(xiàn)主要錯(cuò)誤是沒(méi)有分析清楚金屬棒在進(jìn)入磁場(chǎng)前后電路結(jié)構(gòu)改變,認(rèn)為金屬棒始終是“電源”,電阻與燈泡并聯(lián),造成回路電阻計(jì)算及后續(xù)計(jì)算錯(cuò)誤；另一方面,尚有部分學(xué)生認(rèn)為金屬棒始終要受到安培力作用,不能從圖乙中準(zhǔn)確獲取相關(guān)信息,給(2)(3)兩問(wèn)計(jì)算造成障礙.第22頁(yè)第22頁(yè)【正確答案】(1)金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),R總=RL+ =5 電路中電動(dòng)勢(shì)E1=通過(guò)小燈泡電流(2)由于小燈泡亮度不變,故4 s末金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)剛好勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)金屬

10、棒中電流由平衡條件有F=FA=BId=0.3 N.第23頁(yè)第23頁(yè)(3)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后電路中電動(dòng)勢(shì)可得金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)速度v= =1 m/s,則 電路結(jié)構(gòu)分析是解答此題基礎(chǔ),復(fù)雜一點(diǎn)電磁感應(yīng)問(wèn)題普通都會(huì)涉及電路結(jié)構(gòu)分析,本題電路看起來(lái)簡(jiǎn)樸,使得部分學(xué)生粗心大意,不仔細(xì)審題,在不清楚電路結(jié)構(gòu)情況下貿(mào)然解答,造成錯(cuò)誤.第24頁(yè)第24頁(yè)31.動(dòng)態(tài)電磁感應(yīng)問(wèn)題中常見(jiàn)錯(cuò)誤 【試題回放】 如圖3所表示,一個(gè)U形導(dǎo)體框架,其寬度 L=1 m,框架所在平面與水平面夾用 =30.其電阻可忽略不計(jì).設(shè)勻強(qiáng)磁 場(chǎng)與U形框架平面垂直.勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感強(qiáng)度B0.2 T.今有一條形導(dǎo)體ab,其質(zhì)量為m0.5 kg, 有效電

11、阻R=0.1 ,跨接在U形框架上,并且能無(wú)摩擦地滑 動(dòng),求: (1)由靜止釋放導(dǎo)體,導(dǎo)體ab下滑最大速度vm. (2)在最大速度vm時(shí),在ab上釋放電功率.(g=10 m/s2)圖3第25頁(yè)第25頁(yè)【錯(cuò)解分析】 錯(cuò)解一： (1)ab導(dǎo)體下滑過(guò)程中受到重力G和框 架支持力FN,如圖所表示. 依據(jù)牛頓第二定律 F=ma mgsin =ma a=gsin 導(dǎo)體初速度為v0=0,導(dǎo)體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué) 公式v=v0+at=5t第26頁(yè)第26頁(yè)伴隨t增大,導(dǎo)體速度v增大vm由=BLv可知當(dāng)vm,電功率p錯(cuò)解二：當(dāng)導(dǎo)體所受合力為零時(shí),導(dǎo)體速度達(dá)到最大值.(1)導(dǎo)體ab受G和框架支持力FN,而做加速

12、運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律mgsin 30=maa=gsin 30第27頁(yè)第27頁(yè)但是導(dǎo)體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后,就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),回路中就會(huì)有感應(yīng)電流,感應(yīng)電流使得導(dǎo)體受到磁場(chǎng)安培力作用.設(shè)安培力為FA.伴隨速度v增長(zhǎng),加速度a逐步減小.當(dāng)a=0時(shí),速度v有最大值第28頁(yè)第28頁(yè)分析導(dǎo)體ab下滑過(guò)程中物理量改變因果關(guān)系是求ab導(dǎo)體下滑最大速度關(guān)鍵.錯(cuò)解一：正是由于對(duì)電磁現(xiàn)象規(guī)律和力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系理解不夠,錯(cuò)誤地分析出ab導(dǎo)體在下滑過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng).事實(shí)上,導(dǎo)體ab只要有速度,就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受到安培力作用.安培力隨速度增長(zhǎng)而增大,且安培力方向與速度方向相反,導(dǎo)體做加速度逐步減小變加速直線運(yùn)動(dòng).錯(cuò)解二：分析過(guò)程是正確,但是把導(dǎo)體下滑時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)寫(xiě)錯(cuò)了公式,=BLvsin 30中30是錯(cuò)誤.=BLvsin 中 角應(yīng)為磁感強(qiáng)度B與速度v夾角.本題中 =90.第29頁(yè)第29頁(yè)【正確答案】(1)導(dǎo)體ab受G和框架支持力FN,而做加速運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律mgsin 30=maa=gsin 30=5 m/s2但是導(dǎo)體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后,就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),回路中就會(huì)有感應(yīng)電流,感應(yīng)電流使得導(dǎo)體受到磁場(chǎng)安培力作用.設(shè)安培力為FA第30頁(yè)第30頁(yè)伴隨速度v增長(zhǎng),加速度a逐步減小.當(dāng)a=0時(shí),速度v有最大值(