2019屆高中物理第四章電磁感應4.1習題課電場力的性質課件新人教版.pptx

1、習題課:電場力的性質,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,楞次定律的拓展應用 如圖所示,水平桌面上放一圓形金屬導體環(huán),從導體環(huán)的中心上方釋放一條形磁鐵,在條形磁鐵向下靠近導體環(huán)的過程中,問: (1)從上向下看導體環(huán)中的電流方向是逆時針還是順時針? (2)導體環(huán)內部感應電流的磁感線方向與磁鐵磁場的方向相同還是相反?若磁鐵向上運動呢? (3)磁鐵受到導體環(huán)的作用力向哪?若磁鐵向上運動呢? (4)導體環(huán)有收縮的趨勢還是擴張的趨勢?若磁鐵向上運動呢? (5)導體環(huán)對桌面的壓力比重力大還是小?若磁鐵向上運動呢? (6)磁鐵下落過程能量是如何轉化的?,探究一,探究二,問題導引,名師精講

2、,典例剖析,當堂檢測,要點提示:(1)逆時針;(2)相反,相同;(3)向上,向下;(4)收縮,擴張;(5)比重力大,比重力小;(6)重力勢能一部分轉化為磁鐵的動能,一部分轉化為電能。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,楞次定律的主要內容是研究引起感應電流的磁場即原磁場和感應電流的磁場二者之間的關系,根據這種關系可以得到如下推論: (1)當原磁場磁通量增加時,感應電流的磁場與原磁場方向相反。當原磁場磁通量減少時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相同。 (2)導體與磁場相對運動產生電磁感應現(xiàn)象時,產生的感應電流的導體受到磁場的安培力,這個安培力會“阻礙”相對運動。 (3)當閉合

3、電路中有感應電流產生時,閉合電路的各部分導體就會受到安培力作用,會使閉合電路的面積有變化(或有變化趨勢)。若原磁通量增加,則通過減小有效面積起到阻礙的作用。若原磁通量減少,則通過增大有效面積起到阻礙的作用。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,(4)發(fā)生電磁感應現(xiàn)象時,還可能通過遠離或靠近變化的磁場源來阻礙原磁通量的變化,即:若原磁通量增加,則通過遠離磁場源起到阻礙的作用;若原磁通量減少,則通過靠近磁場源起到阻礙的作用。 (5)楞次定律中的“阻礙”是電磁感應現(xiàn)象遵循能量守恒定律的必然結果。 上述四種情況的記憶口訣為“增反減同”“來拒去留”“增縮減擴”“增離減靠”。,探究一,

4、探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,【例題1】 如圖所示,一水平放置的矩形閉合線框abcd在細長磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內,由圖中位置經過位置到位置,位置和位置都很接近位置,這個過程中線框的感應電流() A.沿abcd流動 B.沿dcba流動 C.先沿abcd流動,后沿dcba流動 D.先沿dcba流動,后沿abcd流動 解析:由條形磁鐵的磁場可知,線框在位置時穿過閉合線框的磁通量最少,為零,線框從位置到位置,從下向上穿過線框的磁通量在減少,線框從位置到位置,從上向下穿過線框的磁通量在增加,根據楞次定律可知感應電流的方向是abcd。 答案:A,探究一,探

5、究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,歸納總結本題應用“增反減同”即可判斷。思路如下:,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,【例題2】 如圖所示,一個閉合矩形金屬線圈A與一根絕緣輕桿B相連,輕桿上端O點是一個固定轉動軸,轉動軸與線圈平面垂直,線圈靜止時恰位于蹄形磁鐵的正中,線圈平面與磁感線垂直?，F(xiàn)使線圈左右擺動,在擺動過程中,線圈所受磁場力的方向是() A.向左擺動過程中,受力方向向左;向右擺動過程中,受力方向向右 B.向左擺動過程中,受力方向向右;向右擺動過程中,受力方向向左 C.向左擺動過程中,受力方向先向左后向右;向右擺動過程中,受力方向先向右后向左 D.向左

6、擺動過程中,受力方向先向右后向左;向右擺動過程中,受力方向先向左后向右,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,解析:感應電流是由磁通量的變化引起的,而這個磁通量的變化是由于線圈和磁場的相對運動引起的,故磁通量變化也就是阻礙線圈和磁場的相對運動。為了阻礙相對運動,磁場對線圈的作用力方向一定和相對運動方向相反,即線圈向左擺動時,受力方向向右,向右擺動時,受力方向向左。 答案:B,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,歸納總結本題應用“來拒去留”即可判斷。思路如下:,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,【例題3】 如圖所示,光滑固定金屬導軌M、

7、N水平放置,兩根導體棒P、Q平行放在導軌上,形成閉合回路。當一條形磁鐵從上方向下迅速接近回路時,可動的兩導體棒P、Q將() A.保持不動 B.相互遠離 C.相互靠近 D.無法判斷 解析:四根導體組成閉合回路,當磁鐵迅速接近回路時,穿過回路的磁通量增加,閉合回路中產生感應電流,感應電流將阻礙原磁通量的增加,回路面積減小,得到的結論是P、Q相互靠近,選項C正確。 答案:C,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,歸納總結本題應用“增縮減擴”即可判斷。思路如下:,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,【例題4】一長直鐵芯上繞有一固定線圈M,鐵芯右端與一木質圓柱密接,

8、木質圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質圓柱上無摩擦移動,M連接在如圖所示的電路中,其中R為滑動變阻器,E1和E2為直流電源,S為單刀雙擲開關,下列情況中,可觀測到N向左運動的是() A.在S斷開的情況下,S向a閉合的瞬間 B.在S斷開的情況下,S向b閉合的瞬間 C.在S已向a閉合的情況下,將R的滑片向c端移動時 D.在S已向a閉合的情況下,將R的滑片向d端移動時,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,解析:金屬環(huán)N向左運動,說明穿過N的磁通量在減少,說明線圈M中的電流在減少,只有選項C符合。 答案:C 歸納總結本題應用“增離減靠”即可判斷。思路如下:,探究一,探究二,問題導

9、引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,如圖所示裝置中,線圈M和線圈N繞在同一個鐵芯上,分別與兩水平光滑導軌相連接,cd桿光滑且原來靜止在水平導軌上,當ab桿由靜止向右加速運動時,cd桿將向哪移動?,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,要點提示:向右運動,判斷方法如下:,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的適用范圍及因果關系的比較,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,左手定則、右手定則和安培定則有時容易混淆,有人從判斷的結果加以區(qū)分,總結為左判“力”,右判“電”,安培定則“磁感線”。,探究一,探究二,

10、問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,【例題5】 如圖所示,導軌間的磁場方向垂直于紙面向里,當導線MN在導軌上向右加速滑動時,正對電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中(說明:導體棒切割磁感線速度越大,感應電流越大)() A.有感應電流,且B被A吸引 B.無感應電流 C.可能有,也可能沒有感應電流 D.有感應電流,且B被A排斥 解析:MN向右加速滑動,根據右手定則,MN中的電流方向從NM,且大小在逐漸變大,根據安培定則知,電磁鐵A的磁場方向向左,且大小逐漸增強,根據楞次定律知,B環(huán)中的感應電流產生的磁場方向向右,B被A排斥,D正確,A、B、C錯誤。 答案:D,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,

11、當堂檢測,歸納總結“抓因尋果法”區(qū)別“三定則一定律”:區(qū)別“三定則一定律”的關鍵是抓住其中的“因果”關系,才能選擇正確的規(guī)律處理問題。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,當堂檢測,變式訓練(多選)如圖所示,在勻強磁場中放有平行銅導軌,它與大導線圈M相連接,要使小導線圈N獲得順時針方向的感應電流,則放在導軌上的金屬棒ab的運動情況(兩導線圈共面放置)是() A.向右勻速運動B.向左加速運動 C.向右減速運動D.向右加速運動 答案:BC,探究一,探究二,1,2,3,4,當堂檢測,1.(楞次定律的拓展應用)如圖所示,當磁鐵突然向銅環(huán)運動時,銅環(huán)的運動情況是() A.向右擺動B.向左擺動

12、C.靜止D.無法判定 解析:本題可用兩種方法來解決: 方法1:畫出磁鐵的磁感線分布,如圖甲所示,當磁鐵向銅環(huán)運動時,穿過銅環(huán)的磁通量增加,由楞次定律判斷出銅環(huán)中的感應電流方向如圖甲所示。分析銅環(huán)受安培力作用而運動時,可把銅環(huán)中的電流等效為多段直線電流元。取上、下兩小段電流元作為研究對象。由左手定則確定兩段電流元的受力,由此可推斷出整個銅環(huán)所受合力向右,則A選項正確。,探究一,探究二,1,2,3,4,當堂檢測,方法2(等效法):磁鐵向右運動,使銅環(huán)產生的感應電流可等效為圖乙所示的條形磁鐵,兩磁鐵有排斥作用,故A正確。,答案:A,探究一,探究二,1,2,3,4,當堂檢測,2.(楞次定律的拓展應用)

13、如圖所示,在載流直導線近旁固定有兩平行光滑導軌A、B,導軌與直導線平行且在同一水平面內,在導軌上有兩可自由滑動的導體ab和cd。當載流直導線中的電流逐漸增強時,導體ab和cd的運動情況是() A.一起向左運動 B.一起向右運動 C.ab和cd相向運動,相互靠近 D.ab和cd相背運動,相互遠離 解析:由于ab和cd電流方向相反,所以兩導體運動方向一定相反,排除選項A、B;當載流直導線中的電流逐漸增強時,穿過閉合回路的磁通量增加,根據楞次定律,感應電流總是阻礙穿過回路磁通量的變化,所以兩導體相互靠近,減小面積,達到阻礙磁通量增加的目的,故選C。 答案:C,探究一,探究二,1,2,3,4,當堂檢測,3.(楞次定律的拓展應用)如圖所示,甲是閉合銅線框,乙是有缺口的銅線框,丙是閉合的塑料線框,它們的正下方都放置一薄強磁鐵,現(xiàn)將甲、乙、丙移至相同高度H處同時釋放(各線框下落過程中不翻轉),則以下說法正確的是() A.三者同時落地 B.甲、乙同時落地,丙后落地 C.甲、丙同時落地,乙后落地 D.乙、丙同時落地,甲后落地 解析:在下落過程中,閉合銅線框中產生感應電流,由“來拒去留”可知,答案選D。