高考物理一輪復(fù)習(xí)課件電磁感應(yīng)感生動生電動勢

高中物理解題模型高中物理

一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)（2/9）高中物理

一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)（2/9）1楞次定律2電磁感應(yīng)定律3電路分析4線框模型5單桿模型6雙桿模型7功能及動量8圖像問題9電磁感應(yīng)應(yīng)用相關(guān)知識：1.感生電動勢：電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（下）BS渦旋電場：①由變化的磁場激發(fā)；②無源場，電場線閉合；③非保守場，沒有電勢的概念；2.動生電動勢：××××v+qvBF洛1εLF電v合vv′F洛1F洛2F洛非靜電力：洛倫茲力沿導(dǎo)棒分力（正功）；安培力：洛倫茲力垂直導(dǎo)棒分力（負功）；3.感應(yīng)電動勢的疊加：判斷方法：楞次定律；①面積變化與磁場變化引起磁通量變化趨勢相同；②面積變化與磁場變化引起磁通量變化趨勢相反；相關(guān)知識：4.感應(yīng)電動勢大小計算：平均感應(yīng)電動勢大?。鹤⒁猓弘姶鸥袘?yīng)

—電磁感應(yīng)定律（下）特點：磁感應(yīng)強度和線圈面積都改變；××××abcdvBMNBtOB0B2B1tx0L①感生電動勢：②動生電動勢：③感生+動生電動勢：瞬時感應(yīng)電動勢大?。鹤⒁猓孩俑猩妱觿荩篠為有效面積；②動生電動勢：L為有效長度，v為有效速度；【例題1】如圖所示，固定于水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動，此時abed構(gòu)成一個邊長為L的正方形，開始時磁感應(yīng)強度為B0。①若從t=0時刻起，磁感應(yīng)強度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v向右做勻速運動時，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強度怎樣隨時間變化？（寫出B與t的關(guān)系式）②若從t=0時刻起，磁感應(yīng)強度B隨時間t增加，B與時間t的關(guān)系式為B=B0+kt（k為比例系數(shù)），為使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則棒的速度v應(yīng)隨時間t怎樣變化？（寫出v與t的關(guān)系式）總結(jié)：1.不產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是磁通量變化自始至終都為零，所以末狀態(tài)磁通量φ是含有時間t的函數(shù)；2.一問末狀態(tài)磁通量是只關(guān)于時間t的函數(shù)；二問末狀態(tài)磁通量是關(guān)于位移x和時間t的函數(shù)，通過整理得到位移x和時間t的函數(shù)關(guān)系，最后求導(dǎo)得到速度v和時間t的函數(shù)關(guān)系式。電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（下）①②【例題2】如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10Ω/m。導(dǎo)軌的端點P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離L=0.20m．有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面，已知磁感強度B與時間t的關(guān)系為B=kt，比例系數(shù)k=0.020T/s．一電阻不計的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導(dǎo)軌垂直，在t=0時刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?，求：在t=0.60s時金屬桿所受的安培力。總結(jié)：1.計算瞬時感應(yīng)電動勢一般采用動生電動勢與感生電動勢疊加的方法求解，本題面積及磁感應(yīng)強度都增大；2.由于本題電阻與位移x成正比，感生電動勢與位移x也成正比，所以電流大小與加速度無關(guān)；電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（下）PQ【例題3】如圖所示，兩根完全相同的光滑金屬導(dǎo)軌OP、OQ固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間的夾角為θ=74°，導(dǎo)軌單位長度的電阻為r0=0.1Ω/m。導(dǎo)軌所在空間有垂直于桌面向下的勻強磁場，且磁場隨時間均勻變化，磁場的磁感應(yīng)強度B與時間t的關(guān)系為B=k/t，其中比例系數(shù)k=2T·s。將電阻不計的金屬桿MN放置在水平桌面上，在外力作用下，t=0時刻金屬桿以恒定速度v=2m/s從O點開始向右滑動。在滑動過程中保持MN垂直于兩導(dǎo)軌間夾角的平分線，且與導(dǎo)軌接觸良好。（已知導(dǎo)軌和金屬桿桿均足夠長，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：①在t=6.0s時，回路中的感應(yīng)電動勢的大??；②在t=6.0s時，金屬桿MN所受安培力的大??；③在t=6.0s時，外力對金屬桿MN所做功的功率?？偨Y(jié)：1.本題感生電動勢與動生電動勢方向反向，利用瞬時感應(yīng)電動勢公式計算，注意寫成兩者之差；2.由于本題磁通量變化率恒定，在計算中既可以用瞬時感應(yīng)電動勢計算也可用平均感應(yīng)電動勢計算；電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（下）①方法一：方法二：②③【例題4】如圖（a）所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L，距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的1/4圓弧，導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無磁場，右段區(qū)域存在磁場B0，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時間線性變化的磁場B（t），如圖（b）所示，兩磁場方向均豎直向上。在圓弧頂端，放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab，與導(dǎo)軌左段形成閉合回路，從金屬棒下滑開始計時，經(jīng)過時間t0滑到圓弧底端。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度為g。①問金屬棒在圓弧內(nèi)滑動時，回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變？為什么？②求0到時間t0內(nèi)，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量。③探討在金屬棒滑到圓弧底端進入勻強磁場B0的一瞬間，回路中感應(yīng)電流的大小和方向?？偨Y(jié)：1.導(dǎo)棒在圓弧內(nèi)運動只有感生電動勢，到達低端后注意電動勢的疊加；2.判斷感應(yīng)電流方向要注意分類討論；電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（下）感應(yīng)電流的大小和方向均不發(fā)生改變。因為金屬棒滑到圓弧任意位置時，回路中磁通量的變化率相同。①②③例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（下）【例題1】如圖所示，固定于水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動，此時abed構(gòu)成一個邊長為L的正方形，開始時磁感應(yīng)強度為B0。①若從t=0時刻起，磁感應(yīng)強度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v向右做勻速運動時，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強度怎樣隨時間變化？（寫出B與t的關(guān)系式）②若從t=0時刻起，磁感應(yīng)強度B隨時間t增加，B與時間t的關(guān)系式為B=B0+kt（k為比例系數(shù)），為使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則棒的速度v應(yīng)隨時間t怎樣變化？（寫出v與t的關(guān)系式）①②例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（下）【例題2】如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10Ω/m。導(dǎo)軌的端點P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離L=0.20m．有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面，已知磁感強度B與時間t的關(guān)系為B=kt，比例系數(shù)k=0.020T/s．一電阻不計的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導(dǎo)軌垂直，在t=0時刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?，求：在t=0.60s時金屬桿所受的安培力。PQ例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（下）【例題3】如圖所示，兩根完全相同的光滑金屬導(dǎo)軌OP、OQ固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間的夾角為θ=74°，導(dǎo)軌單位長度的電阻為r0=0.1Ω/m．導(dǎo)軌所在空間有垂直于桌面向下的勻強磁場，且磁場隨時間均勻變化，磁場的磁感應(yīng)強度B與時間t的關(guān)系為B=k/t，其中比例系數(shù)k=2T·s．將電阻不計的金屬桿MN放置在水平桌面上，在外力作用下，t=0時刻金屬桿以恒定速度v=2m/s從O點開始向右滑動．在滑動過程中保持MN垂直于兩導(dǎo)軌間夾角的平分線，且與導(dǎo)軌接觸良好。（已知導(dǎo)軌和金屬桿桿均足夠長，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：①在t=6.0s時，回路中的感應(yīng)電動勢的大??；②在t=6.0s時，金屬桿MN所受安培力的大小；③在t=6.0s時，外力對金屬桿MN所做功的功率。①方法一：方法二：②③例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（下）【例題4】如圖（a）所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L，距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的1/4圓弧，導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無磁場，右段區(qū)域存在磁場B0，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時間線性變化的磁場B（t），如圖（b）所示，兩磁場方向均豎直向上。在圓弧頂端，放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab，與導(dǎo)軌左段形成閉合回路，從金屬棒下滑開始計時，經(jīng)過時間t0滑到圓弧頂端。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度為g。①問金屬棒在圓弧內(nèi)滑動時，回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變？為什么？②求0到時間t0內(nèi)，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量。③探討在金屬棒滑到圓弧底端進入勻強磁場B0的一瞬間，回路中感應(yīng)電流的大小和方向。感應(yīng)電流的大小和方向均不發(fā)生改變。因為金屬棒滑到圓弧任意位置時，回路中磁通量的變化率相同。①②③本節(jié)重點：1.感生+動生電動勢產(chǎn)生原因：①宏觀條件：感生電動勢——線圈面積不變，磁感應(yīng)強度變化