高中物理人教選修32課件第4章電磁感應(yīng)章末整合

1、,高中物理選修3-2人教版,第四章 電磁感應(yīng),章末整合,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,章末整合,專題分類突破,一、對(duì)楞次定律的理解和應(yīng)用,章末整合,1楞次定律告訴我們，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(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(guò)變化得慢了,3“阻礙”的表現(xiàn)：增反減同、來(lái)拒去留、增縮減擴(kuò)、增離減靠,章末整合,專題分類突破,例1(2013汕頭質(zhì)檢)圓形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如

2、圖1所示的電路若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是() A線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B穿過(guò)線圈a的磁通量變小 C線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì) D線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大,b中電流為俯視順時(shí)針?lè)较蚯以谠龃?b中 磁場(chǎng)向下且在增大,a中感應(yīng)電流 磁場(chǎng)向上,楞次定律,a中的電流方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針，A錯(cuò)誤,線圈a中的磁通量應(yīng)變大 ，B錯(cuò)誤,楞次定律,a將阻礙磁通量的增大,a有收縮的趨勢(shì)，還有向下擠壓桌面的趨勢(shì) 。C錯(cuò)誤，D正確,章末整合,專題分類突破,二、電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題,1電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題有兩種：一是給出電磁感應(yīng)過(guò)程，選出或畫(huà)出正確圖象；二是由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)

3、過(guò)程，求解相應(yīng)物理量,2基本思路：,(1)利用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大?。?(2)利用楞次定律或右手定則判定感應(yīng)電流的方向,(3)寫出相關(guān)的函數(shù)關(guān)系式分析圖象或畫(huà)出圖象,章末整合,專題分類突破,例2將一段導(dǎo)線繞成圖2甲所示的閉合電路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中回路的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)，以向里為磁場(chǎng)的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖象是(),0到T/4 B均勻減小,感應(yīng)電流恒定 順時(shí)針,楞次定律,安培力恒定 向左,左手定則,B項(xiàng)正確,同理可判

4、斷出其它時(shí)間段的安培力方向,章末整合,專題分類突破,例3如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為a、電阻為R的等邊三角形線框，在外力作用下以速度v勻速穿過(guò)寬度均為a的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，這兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反線框運(yùn)動(dòng)方向與底邊平行且與磁場(chǎng)邊緣垂直取逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎?，試通過(guò)計(jì)算，畫(huà)出從圖示位置開(kāi)始，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I與沿運(yùn)動(dòng)方向的位移x之間的函數(shù)圖象,線框穿越兩磁場(chǎng)邊界時(shí)，線框在兩磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等且同向，切割的有效長(zhǎng)度也在均勻變化,線框移出第二個(gè)磁場(chǎng)時(shí)的情況與進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)相似,章末整合,專題分類突破,三、電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題,處于磁通量變化的磁場(chǎng)中的線圈或切割磁感線的導(dǎo)

5、體相當(dāng)于電源，該部分導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于內(nèi)電阻；而其余部分的電路則是外電路,2路端電壓、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和某段導(dǎo)體兩端的電壓三者的區(qū)別：,(1)某段導(dǎo)體作為電阻時(shí)，它兩端的電壓等于電流與其電阻的乘積；,(2)某段導(dǎo)體作為電源時(shí)，它兩端的電壓就是路端電壓，等于電流與外電阻的乘積，或等于電動(dòng)勢(shì)減去內(nèi)電壓,(3)某段導(dǎo)體作為電源時(shí)，電路斷路時(shí)導(dǎo)體兩端的電壓等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),1首先要找到哪一部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，分清內(nèi)外電路,章末整合,專題分類突破,圖1,圖2,(1)MN切割磁感線，相當(dāng)于一個(gè)電源，如圖1所示,EB2av00.8 V,I1E/R10.4 A,(2)MN右側(cè)上翻后面積減半，等效電路如圖2所示,專題分類

6、突破,四、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,章末整合,解決此類問(wèn)題的一般思路是：先由法拉第電磁感應(yīng)定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，然后根據(jù)歐姆定律求感應(yīng)電流，再求出安培力，再后依照力學(xué)問(wèn)題的處理方法進(jìn)行，如進(jìn)行受力情況分析、運(yùn)動(dòng)情況分析流程為：,導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電流,電流受到安培力,合外力變化,加速度變化,速度變化,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化,周而復(fù)始循環(huán)，最終加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),章末整合,專題分類突破,例5如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)

7、導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g.下列選項(xiàng)正確的是() AP2mgvsin BP3mgvsin C當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到v/2時(shí)加速度大小為(gsin )/2 D在速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功,受力分析如圖甲,圖甲,mgsin BIL,受力分析如圖乙,圖乙,功率PF2v2mgvsin ，故A正確,由(1)(2)可得Fmgsin ,受力分析如圖丙,圖丙,由(1)(3)可知a= (gsin )/2，C正確,等于拉力和重力做功之和，故D錯(cuò)誤,章

8、末整合,專題分類突破,五、電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題,1過(guò)程分析,(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程,(2)電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力的作用，因此，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功此過(guò)程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,2求解思路,(1)若回路中電流恒定，可以利用電路結(jié)構(gòu)及WUIt或QI2Rt直接進(jìn)行計(jì)算,(2)若電流變化，則：,利用克服安培力做的功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；,利用能量守恒求解：若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能,章末整合,專題分類突破,例6如圖6所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L0.5 m，左端接有阻值R0.3 的電阻，一質(zhì)量m0.1 kg，電阻r0.1 的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T棒在水平向右的外力作用下，由靜止開(kāi)始以a2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移x9 m時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來(lái)，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q221.導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求： (1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)