高中物理 第四章 電磁感應(yīng)章末總結(jié)課件 新人教版選修32.ppt

第四章電磁感應(yīng) 章末總結(jié) 內(nèi)容索引 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 題型探究 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 1 電磁感應(yīng) 閉合電路中部分導(dǎo)體做運(yùn)動(dòng)閉合電路的發(fā)生變化 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 現(xiàn)象 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 電路且變化能量轉(zhuǎn)化 其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能或電能的轉(zhuǎn)移 切割磁感線 磁通量 閉合 磁通量 首先明確原磁場(chǎng)的和磁通量的 確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向再用確定感應(yīng)電流的方向 電磁感應(yīng) 感應(yīng)電流總要阻礙的變化感應(yīng)電流總要阻礙的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 楞次定律 感應(yīng)電流的方向 理解 內(nèi)容 感應(yīng)電流具有這樣的方向 即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 應(yīng)用步驟 適合判定產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向右手定則 左手定則 安培定則的區(qū)別 右手定則 阻礙 磁通量 導(dǎo)體和磁場(chǎng) 增減 安培定則 導(dǎo)體切割磁感線 方向 e 適合求e的值 法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 電磁感應(yīng) 定義 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件 發(fā)生變化 法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 磁通量的變化率 內(nèi)磁通量的變化 e blv 適合求e的值條件 b l v三者 切割公式 單位時(shí)間 磁通量 平均 互相垂直 瞬時(shí) 定義 塊狀金屬在的磁場(chǎng)中產(chǎn)生的環(huán)形感應(yīng)電流 渦流 自感現(xiàn)象 電磁感應(yīng) 定義 發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象自感電動(dòng)勢(shì) 總是阻礙的變化自感系數(shù)l 與線圈的大小 形狀 以及是否有等因素有關(guān)應(yīng)用和防止 自感現(xiàn)象及其應(yīng)用 特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 互感現(xiàn)象 電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng) 應(yīng)用 匝數(shù) 自身電流 鐵芯 變化 自身電流 2 題型探究 一 楞次定律的理解與應(yīng)用1 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(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 只有在磁通量增加時(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)拒去留等 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 例1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 答案 解析 圖1 通過(guò)螺線管b的電流如圖所示 根據(jù)安培定則判斷出螺線管b所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向在線圈a中豎直向下 滑片p向下滑動(dòng) 接入電路的電阻減小 電流增大 所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大 根據(jù)楞次定律可知 a線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向豎直向上 再由安培定則可得線圈a中的電流方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針?lè)较?a錯(cuò)誤 由于螺線管b中的電流增大 所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大 線圈a中的磁通量應(yīng)變大 b錯(cuò)誤 根據(jù)楞次定律可知 線圈a有縮小的趨勢(shì) 線圈a對(duì)水平桌面的壓力將增大 c錯(cuò)誤 d正確 二 電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題對(duì)圖象的分析 應(yīng)做到 1 明確圖象所描述的物理意義 2 明確各種物理量正 負(fù)號(hào)的含義 3 明確斜率的含義 4 明確圖象和電磁感應(yīng)過(guò)程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 例2如圖2所示 三條平行虛線位于紙面內(nèi) 中間虛線兩側(cè)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向 菱形閉合導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)且對(duì)角線ac與虛線垂直 磁場(chǎng)寬度與對(duì)角線ac長(zhǎng)均為d 現(xiàn)使線框沿ac方向勻速穿過(guò)磁場(chǎng) 以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流的正方向 則從c點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到a點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中 線框中電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系可能是 圖2 答案 解析 圖2 導(dǎo)線框abcd在進(jìn)入左邊磁場(chǎng)時(shí) 由楞次定律和安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向應(yīng)為正方向 選項(xiàng)b c不可能 當(dāng)導(dǎo)線框abcd一部分在左磁場(chǎng)區(qū) 另一部分在右磁場(chǎng)區(qū)時(shí) 回路中的最大電流要加倍 方向與剛進(jìn)入時(shí)的方向相反 選項(xiàng)d可能 選項(xiàng)a不可能 電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個(gè)常見(jiàn)解法 1 排除法 定性地分析電磁感應(yīng)過(guò)程中物理量的變化趨勢(shì) 增大還是減小 變化快慢 均勻變化還是非均勻變化 特別是物理量的正負(fù) 排除錯(cuò)誤的選項(xiàng) 2 函數(shù)法 根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系 然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象作出分析和判斷 這未必是最簡(jiǎn)捷的方法 但卻是最有效的方法 三 電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題求解電磁感應(yīng)中電路問(wèn)題的關(guān)鍵是分清楚內(nèi)電路和外電路 切割 磁感線的導(dǎo)體和磁通量變化的線圈都相當(dāng)于 電源 該部分導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于內(nèi)電阻 而其余部分的電阻則是外電阻 例3如圖3所示 面積為0 2m2的100匝線圈處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面 已知磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為b 2 0 2t t 定值電阻r1 6 線圈電阻r2 4 求 圖3 1 磁通量的變化率和回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 0 04wb s4v 解析 答案 由法拉第電磁感應(yīng)定律可知回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 圖3 2 a b兩點(diǎn)間電壓大小 2 4v 解析 答案 等效電路如圖所示 a b兩點(diǎn)間電壓uab等于定值電阻r1兩端的電壓 則 圖3 3 2s內(nèi)通過(guò)r1的電荷量q 0 8c 解析 答案 2s內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量為 通過(guò)r1的電荷量為 路端電壓 電動(dòng)勢(shì)和某導(dǎo)體兩端的電壓三者的關(guān)系 1 某段導(dǎo)體作為外電路時(shí) 它兩端的電壓就是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 當(dāng)其內(nèi)阻不計(jì)時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì) 3 某段導(dǎo)體作為電源且電路斷路時(shí) 導(dǎo)體兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì) 四 電磁感應(yīng)中的力電綜合問(wèn)題此類問(wèn)題涉及電路知識(shí) 動(dòng)力學(xué)知識(shí)和能量觀點(diǎn) 綜合性很強(qiáng) 解決此類問(wèn)題要注重以下三點(diǎn) 1 電路分析 1 找 電源 確定出由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源 求出電源的電動(dòng)勢(shì)e和內(nèi)阻r 2 電路結(jié)構(gòu)分析弄清串 并聯(lián)關(guān)系 求出相關(guān)部分的電流大小 為求安培力做好鋪墊 2 力和運(yùn)動(dòng)分析 1 受力分析 分析研究對(duì)象 常為金屬桿 導(dǎo)體線圈等 的受力情況 尤其注意安培力的方向 2 運(yùn)動(dòng)分析 根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 確定出運(yùn)動(dòng)模型 根據(jù)模型特點(diǎn) 找到解決途徑 3 功和能量分析 1 做功分析 找全力所做的功 弄清功的正 負(fù) 2 能量轉(zhuǎn)化分析 弄清哪些能量增加 哪些能量減小 根據(jù)功能關(guān)系 能量守恒定律列方程求解 例4如 2016 平湖市聯(lián)考 如圖4所示 mn pq為足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌 間距l(xiāng) 0 50m 導(dǎo)軌平面與水平面間夾角 37 n q間連接一個(gè)電阻r 5 0 勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上 磁感應(yīng)強(qiáng)度b 1 0t 將一根質(zhì)量為m 0 050kg的金屬棒放在導(dǎo)軌的ab位置 金屬棒及導(dǎo)軌的電阻不計(jì) 現(xiàn)由靜止釋放金屬棒 金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終與導(dǎo)軌垂直 且與導(dǎo)軌接觸良好 已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 50 當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí) 其速度大小開(kāi)始保持不變 位置cd與ab之間的距離s 2 0m 已知g 10m s2 sin37 0 60cos37 0 80 求 圖4 1 金屬棒沿導(dǎo)軌開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大小 2 0m s2 解析 答案 設(shè)金屬棒開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大小為a 則mgsin mgcos ma解得a 2 0m s2 2 金屬棒到達(dá)cd處的速度大小 2 0m s 解析