高中物理-一輪復(fù)習(xí)專題：電磁感應(yīng)單桿問題課件

1、專題復(fù)習(xí)：電磁感應(yīng)單桿問題專題復(fù)習(xí)：電磁感應(yīng)單桿問題先做“電”的分析再進(jìn)行“路”的分析弄清幾個電阻，串、并聯(lián)關(guān)系，求出相應(yīng)部分的電流大小及方向（楞次定律 或右手定則 ） 然后是“力”的分析尤其 研究對象的安培力（方向：左手定則） 和其他力 的關(guān)系 （平衡關(guān)系或牛頓第二定律）；其次進(jìn)行“運動”狀態(tài)的分析根據(jù)力和運動的關(guān)系，判斷出正確的運動模型（勻速？勻變速？變加速 ？）“功 和 能”的分析 - 若導(dǎo)線切割磁感線，則安培力做功的絕對值等于焦耳熱；若為系統(tǒng)問題，則應(yīng)用能量守恒；但若電流恒定直接使用Q=I2 RtBlv,注意匝數(shù)及哪幾個邊q = I t=n /t = n B LX / tE = n B

2、S/ t“電量和動量”的分析 -單桿動量定理; 多桿動量守恒定律(正負(fù)號）例：電磁感應(yīng)中的綜合題解題思路流程電的分析動量和電量分析動力學(xué)分析功能和電熱分析1、電磁感應(yīng)綜合題分析流程先做“電”的分析再進(jìn)行“路”的分析弄清幾個電阻，串、并（1）平動切割類的電動勢 2：電磁感應(yīng)中的電動勢（1）平動切割類的電動勢 2：電磁感應(yīng)中的電動勢（2）轉(zhuǎn)動切割類的電動勢 2：電磁感應(yīng)中的電動勢（2）轉(zhuǎn)動切割類的電動勢 2：電磁感應(yīng)中的電動勢已知線圈匝數(shù)為N，線圈所在位置磁場為B，線圈半徑為r已知正方形線圈長為L，匝數(shù)為N，線圈所在位置磁場為B已知長方形線圈，ad長為L，ad長為L0匝數(shù)為N，磁場大小都是B，磁場

3、運動速度為V，線圈運動速度為V0（比V小）Vo （3）線圈類的電動勢已知長方形線圈匝數(shù)為N，線圈所在位置磁場大小為B，已知角速度，ab=L,bc=2L,從圖示位置轉(zhuǎn)過60度時的電動勢？V= L2 2：電磁感應(yīng)中的電動勢已知線圈匝數(shù)為N，線圈所在位置磁場為B，線圈半徑為r已知（4）正弦式交流電動勢電 2：電磁感應(yīng)中的電動勢（4）正弦式交流電動勢電 2：電磁感應(yīng)中的電動勢1、有初速的自由滑行 質(zhì)量為m，電阻不計的單桿ab以一定初速度v0在光滑水平軌道上滑動，兩平行導(dǎo)軌間距為L 3：電磁感應(yīng)中的單桿問題1、有初速的自由滑行 3：電磁感應(yīng)中的單桿問題2、恒定速度 NvMOxyAMFENGvNMO 3：

4、電磁感應(yīng)中的單桿問題2、恒定速度 NvMOxyAMFENGvNMO 3：電磁3、恒定作用力 XXXXXXXXXXXXXXXXMNRBv 3：電磁感應(yīng)中的單桿問題3、恒定作用力 XXXXXXXXXXXXXXXXMNRBv 4、恒力加速度 拉力應(yīng)該是變力，但與時間一次函數(shù) 3：電磁感應(yīng)中的單桿問題4、恒力加速度 拉力應(yīng)該是變力，但與時間一次函數(shù) 3：電5、恒定功率必然是變加速，最后勻速 3：電磁感應(yīng)中的單桿問題5、恒定功率必然是變加速，最后勻速 3：電磁感應(yīng)中的單桿6、磁驅(qū)動問題 以相對速度切割磁感線！ 3：電磁感應(yīng)中的單桿問題6、磁驅(qū)動問題 以相對速度切割磁感線！ 3：電磁感應(yīng)中的7、電驅(qū)動問題

5、（電動機(jī)模型） 3：電磁感應(yīng)中的單桿問題7、電驅(qū)動問題（電動機(jī)模型） 3：電磁感應(yīng)中的單桿問題1、一靜一動：cd始終靜止，ab受恒力向上運動例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)1、一靜一動：例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng)abcdMmFa1b1c1d1x1y1a2b2c2d2x2y2兩桿之間用絕緣桿連在一起兩桿之間用導(dǎo)線相連2、聯(lián)動兩桿兩桿一起動，時刻具有相同的速度大小和加速度大小例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)abcdMmFa1b1c1d1x1y1a2b2c2d2x2y 電分析 動力學(xué)分析 動量和電量的分析3、

6、等長自由桿：兩桿均光滑，a有一個初速。例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng) 電分析 動力學(xué)分析 動量和電量的分析3、等長自由桿： 功能和電熱的分析3、等長自由桿：兩桿均光滑，a有一個初速。例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng) 功能和電熱的分析3、等長自由桿：例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的3、不等長自由桿：兩桿均光滑，a有初速。例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)3、不等長自由桿：例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策4、等長受外力雙桿且有恒力作用 動力學(xué)分析 電分析顯然，開始有acdaab所以，速度有

7、VcdVab電流變大，安培力變大acd變小，aab變大若某時刻acd=aab，系統(tǒng)穩(wěn)定變化對cd棒：對ab棒：穩(wěn)定加速度：穩(wěn)定速度差：例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)4、等長受外力雙桿且有恒力作用 動力學(xué)分析 電分析顯然， 動力學(xué)分析4、不等長雙桿且有恒力作用 電分析 結(jié)論： F 2Ff， 最終兩棒加速度和導(dǎo)軌寬度成反比 FfF2Ff，最終一棒均勻速，一棒靜止設(shè)Lcd=L Lab=4LE=BLcdVcd B LabVab =B L Vcd B 4L Vab對cd棒：對ab棒：16穩(wěn)定時mcd=2mmab=m例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有

8、效落實、提升素養(yǎng) 動力學(xué)分析4、不等長雙桿且有恒力作用 電分析 結(jié)論：例題：如圖所示，兩條足夠長的平行長直金屬細(xì)導(dǎo)軌KL、PQ固定于同一水平面內(nèi)，它們之間的距 離為L，電阻可忽略不計；ab和cd是兩根質(zhì)量皆為m的金屬細(xì)桿，桿與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌 良好接觸，并可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動。兩桿的電阻皆為R，桿cd的中點系一輕繩，繩的另一 端繞過輕的定滑輪懸掛一質(zhì)量為M的物體，滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計，滑輪與桿cd之間的 輕繩處于水平伸直狀態(tài)并與導(dǎo)軌平行。導(dǎo)軌和金屬細(xì)桿都處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于 導(dǎo)軌所在平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。現(xiàn)兩桿及懸物都從靜止開始運動。求：(1)當(dāng)ab桿及cd桿的速度分

9、別達(dá)到v1和v2時，兩桿加速度的大小各為多少? (2)最終ab桿及cd桿的速度差為多少(兩桿仍在導(dǎo)軌上運動)?例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)例題：如圖所示，兩條足夠長的平行長直金屬細(xì)導(dǎo)軌KL、PQ固定解：(1)用E1和I1分別表示abdc回路的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的大小 E1=BL(v2v1) I1=E1/2R令F1表示磁場對每根桿的安培力的大小，則 F1=I1BL令a1和a2分別表示ab桿、cd加速度的大小，F(xiàn)2表示繩力的大小 F1= ma1 MgF2=Ma2 F2F1=ma2由以上各式解得a1=， a2=(2)最終ab桿及cd桿的加速度相同，設(shè)其為a，

10、速度差為v E2=BL v I2=E/2R令F3表示磁場對每根桿的安培力的大小，則F3=I2BL F4表示繩中張力的大小， F3= ma MgF4=Ma F4F3=ma由以上各式解得v=例三、雙桿問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)解：(1)用E1和I1分別表示abdc回路的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)1、若電容器原來不帶電abCv0例4、含電容器問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)1、若電容器原來不帶電abCv0例4、含電容器問題1、復(fù)習(xí)的abCv02、若電容器原來帶電q1例4、含電容器問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)abCv02、若

11、電容器原來帶電q1例4、含電容器問題1、復(fù)習(xí)abCF3、有恒力的充電式電容器例4、含電容器問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)abCF3、有恒力的充電式電容器例4、含電容器問題1、復(fù)習(xí)的2. (多選)如圖MN和PQ為豎直方向的兩平行足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L，電阻不計。導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，兩端分別接阻值為2R的電阻R1和電容為C的電容器。質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持良好接觸。桿ab由靜止開始下滑，在下滑過程中最大的速度為v，整個電路消耗的最大電功率為P，則() 例4、含電容器問題1、復(fù)習(xí)的“全”策略二、對策得當(dāng) 、有

12、效落實、提升素養(yǎng)2. (多選)如圖MN和PQ為豎直方向的兩平行足夠長的光滑金（2）糾錯作業(yè)-根據(jù)習(xí)題錯誤或試卷錯誤做好相應(yīng)的變式訓(xùn)練（2）習(xí)題課-通過習(xí)題講解課提升學(xué)生的解題素養(yǎng)（3）試卷分析課-通過試卷分析課解決學(xué)生的典型錯誤根據(jù)學(xué)情、教學(xué)內(nèi)容上好三堂課根據(jù)學(xué)情、課堂教學(xué)落實三種作業(yè)（1）專題作業(yè)-上課內(nèi)容做專題配套聯(lián)系鞏固課堂內(nèi)容（1）專題復(fù)習(xí)課-針對重點、難點，根據(jù)學(xué)情設(shè)計（3）綜合試卷-教師先做后帥選出優(yōu)質(zhì)試卷定時訓(xùn)練。2、教學(xué)的“實”做法二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)（2）糾錯作業(yè)-根據(jù)習(xí)題錯誤或試卷錯誤做好相應(yīng)的變式訓(xùn)二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)2、教學(xué)的“實”做法例：根

13、據(jù)學(xué)情上好專題課導(dǎo)體棒有感應(yīng)電動勢嗎？方向如何？大小多大？二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)2、教學(xué)的“實”做法例：根Blv 二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)2、教學(xué)的“實”做法例：根據(jù)學(xué)情上好專題課電磁感應(yīng)的動力源是什么？這是很多同學(xué)往往忽視的。Blv 二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)2、教學(xué)的“實”做 如圖所示,閉合銅環(huán)與閉合金屬矩形框架abcd接觸良好,勻強(qiáng)磁場垂直穿過它們。當(dāng)銅環(huán)沿框架向右移動時()A.efg邊上沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,因為銅環(huán)內(nèi)磁通量沒有變化B.ab邊上沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,因為金屬框架內(nèi)磁通量沒有變化C.ab邊上有感應(yīng)電流,efg邊上沒有感應(yīng)電流D.ab邊、efg邊上均有

14、感應(yīng)電流答案:D二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)2、教學(xué)的“實”做法例：根據(jù)學(xué)情上好專題課 如圖所示,閉合銅環(huán)與閉合金屬矩形框架abcd接觸良好,勻強(qiáng)變式1:(多選)1824年,法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置,在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針,如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn),當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時,磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來,但略有滯后。下列說法正確的是( )ABA.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動C.在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成

15、電流,此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動解析:當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時,圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場的磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,選項A正確;如圖所示,銅圓盤上存在許多小的閉合回路,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時,穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流阻礙其相對運動,但抗拒不了相對運動,故磁針會隨圓盤一起轉(zhuǎn)動,但略有滯后,選項B正確;在圓盤轉(zhuǎn)動過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量始終為零,選項C錯誤;圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成的電流的磁場方向沿圓盤軸線方向,會使磁針沿軸線方向偏轉(zhuǎn),選項D錯誤。二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)2、教學(xué)的“實”做法例1：根據(jù)學(xué)情上好專題課變式1:(多選)

16、1824年,法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)2、教學(xué)的“實”做法例1：根據(jù)學(xué)情上好專題課二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)2、教學(xué)的“實”做法例1：突破方法：1、程序法：按照程序四步法，每一步都多做標(biāo)記！2、結(jié)論法： 磁場方向：增反減同 相對運動：來拒絕去留 受力方向：增縮減擴(kuò)3、逆向法： 要善于由結(jié)果找原因（關(guān)注負(fù)負(fù)得正法）注意點：“增縮減擴(kuò)”及“負(fù)負(fù)得正法”的反例！二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)2、教學(xué)的“實”做法例2：電磁感應(yīng)方向問題注意點：“增縮減擴(kuò)”及“負(fù)負(fù)得正法”的反例！二、對策得當(dāng) 例題：如圖所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已

17、經(jīng)表示。左線圈連著平 行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處于垂直紙 面向外的勻強(qiáng)磁場中，下列說法中正確的是（ ）當(dāng)金屬棒向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點當(dāng)金屬棒向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點為等電勢當(dāng)金屬棒向右加速運動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點當(dāng)金屬棒向右加速運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點【答案】BD二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)2、教學(xué)的“實”做法例2：電磁感應(yīng)方向問題例題：如圖所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已突破方法：以實際教室空間方向分析最佳二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)2、

18、教學(xué)的“實”做法例2：電磁感應(yīng)方向問題突破方法：以實際教室空間方向分析最佳二、對策得當(dāng) 、有效落實3、做題的“活”指導(dǎo)自問自答：看到某個結(jié)論，要會問為什么是這個結(jié)論（1）審題要重視推理。 主動推理：看到某個信息，要進(jìn)行主動的推理（2）做題要嘗試多角度要 變換方法，逐個嘗試、篩選，直到找出正確方法。（3）邊計算邊分析？先分析再計算？ 二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng)（4）有模型，有套路但不能陷入套路 善于轉(zhuǎn)化：（題中）文字-（手下）草圖-（腦中）想像3、做題的“活”指導(dǎo)自問自答：看到某個結(jié)論，要會問為什 （2019年4月浙江選考22題）如圖所示，傾角=370、間距l(xiāng)0.1m的足夠長金屬導(dǎo)軌底端

19、接有阻值R=0.1的電阻，質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)=0.45。建立原點位于底端、方向沿導(dǎo)軌向上的坐標(biāo)軸x。在0.2mx0.8m區(qū)間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場。從t=0時刻起，棒ab在沿x軸正方向的外力F作用下從x=0處由靜止開始沿斜面向上運動，其速度與位移x滿足v=kx（可導(dǎo)出a=kv）k=5s-1。當(dāng)棒ab運動至x1=0.2m處時，電阻R消耗的電功率P=0.12W，運動至x2=0.8m處時撤去外力F，此后棒ab將繼續(xù)運動，最終返回至x=0處。棒ab始終保持與導(dǎo)軌垂直，不計其它電阻，求：（提示：可以用Fx圖象下的“面積”代表力F做的功（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B

20、的大小（2）外力F隨位移x變化的關(guān)系式；（3）在棒ab整個運動過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。3、做題的“活”指導(dǎo)二、對策得當(dāng) 、有效落實、提升素養(yǎng) （2019年4月浙江選考22題）如圖所示，傾角=370區(qū)別與速度相關(guān)的電磁感應(yīng)題不假思索地從動量定理入手，該題的推理需要學(xué)生經(jīng)歷探尋、否定，再探尋、再否定的推理過程，深度地考查了學(xué)生的推理能力和分析綜合能力 推理過程：發(fā)現(xiàn)有速度v2與焦耳熱Q兩個未知數(shù)。先嘗試用能量守恒定律(mgsin37mgcos37)xQ=否定直接求解可能性用動量定理(mgsin37mgcos37)tBlq=mv2mv1發(fā)現(xiàn)不能確定出時間t否定這種求解方法由此推理是否存在特殊情況，即金屬棒恰好做勻速運動，該過程中，減少的重力勢能即為產(chǎn)生的焦耳熱Q。嘗試后肯定第(3)問：在棒ab整個運動過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。3、做題的