高中物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí).ppt

1、1,電磁感應(yīng)專題復(fù)習(xí),2,一、正確認(rèn)識(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生條件,電磁感應(yīng)現(xiàn)象： 導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。,產(chǎn)生條件: 磁通量發(fā)生變化（0）,相關(guān)題目：導(dǎo)學(xué)Page177-(3)等,3,例1,U形磁鐵兩個(gè)磁極間區(qū)域 通?？烧J(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如 圖所示是一矩形線圈在U形 磁鐵上（或附近）的四個(gè)位 置。當(dāng)矩形線圈發(fā)生下列運(yùn) 動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 （ ） A.將線圈由位置1移至2的過程中 B.將線圈按如圖放置在位置3，并以較小的 振幅左右平動(dòng) C.將線圈按圖示放置在位置3，并以恒定的 角速度繞軸OO轉(zhuǎn)動(dòng) D.將線圈按圖示由位置3平移到位置4的 過程中,AC,4,矩形線圈按圖示放置在3位置，并以恒

2、定 角速度繞軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，試分析當(dāng)它由圖示 位置轉(zhuǎn)過90和180的瞬間，線圈中是否有 感應(yīng)電流？,轉(zhuǎn)過90時(shí)，沒有感應(yīng)電流； 轉(zhuǎn)過180時(shí)，有感應(yīng)電流。,領(lǐng)會(huì)產(chǎn)生條件、 熟悉典型磁場(chǎng)磁感線分布、 弄清線圈位置及變化。,5,二、正確理解法拉第電磁感應(yīng)定律及推論,法拉第電磁感應(yīng)定律：,推論（適用于簡(jiǎn)單切割）：,(區(qū)分 ： ）,與無關(guān),決定有無,決定大小,(轉(zhuǎn)動(dòng) 切割),6,一直升飛機(jī)停在南半球 的地磁極上空。該處地磁 場(chǎng)的方向豎直向上，磁感 應(yīng)強(qiáng)度為B。直升飛機(jī)螺旋 槳葉片的長(zhǎng)度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順 著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針方 向轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為 b，如

3、圖所示。如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離 ，用表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則( ) Afl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) B2fl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) Cfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) D2fl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì),例2,A,7,(平均值),(瞬時(shí)值),用于求電量Q,8,例3,將一條形磁鐵插入一個(gè)線圈,第一次插入歷時(shí) 0.2s，第二次插入歷時(shí)1.0s，則（ ） A.第一次插入與第二次插入通過線圈的電量 之比是15 B.第一次插入與第二次插入線圈中產(chǎn)生的平均 電動(dòng)勢(shì)之比是51 C.第一次插入與第二次插入產(chǎn)生的熱量之比 是11 D.第一次插入與第二次插入線圈中時(shí)的平均 感應(yīng)電流之比為5

4、1,BD,9,三、正確理解并靈活應(yīng)用楞次定律,判斷感應(yīng)電流方向的方法：,右手定則,楞次定律,“阻礙原磁場(chǎng)的變化”,10,例4,如圖所示,導(dǎo)線框abcd與通電 直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線 通有恒定電流并通過ad和bc的 中點(diǎn)，當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間， 則（ ） A.線框中有感應(yīng)電流，且按順時(shí)針方向 B.線框中有感應(yīng)電流，且按逆時(shí)針方向 C.線框中有感應(yīng)電流，但方向難以判斷 D.穿過線框的磁通量為零，線框中沒有感應(yīng) 電流,B,11,例5,如圖(a)所示,在直導(dǎo)線MN上通有如圖(b)所示 的交流電。設(shè)由M到N為電流的正方向，從t=0開 始的一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電流的方 向變化情況是（ ） A.

5、先順時(shí)針，后逆時(shí)針 B.先逆時(shí)針，后順時(shí)針 C.順時(shí)針逆時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針 D.逆時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針順時(shí)針,A,12,例6,沿oo看，abcd順時(shí)針 旋轉(zhuǎn)ABCD怎么動(dòng)？,磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng) 銅環(huán)怎么動(dòng)？,條磁自由下落到O點(diǎn) 兩根導(dǎo)線將怎么動(dòng)？,螺線管中電流突然 增大圓環(huán)會(huì)受到 什么方向的力？,13,四、分析和計(jì)算含電磁感應(yīng)的電路,切割磁感線的導(dǎo)體 或 磁通量變化的線圈,相當(dāng)于電源,若它們有電阻,相當(dāng)于內(nèi)阻,它們兩端電壓,相當(dāng)于路端電壓,(會(huì)判斷電勢(shì)高低),其余部分,相當(dāng)于外電路,畫出等效電路,按電路題處理.,14,14,粗細(xì)均習(xí)的電阻絲圍成的正方形線框 置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于 線框平

6、面，其邊界與正方形線框的邊平行。 現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同 方向平移出磁場(chǎng)，如圖所示，則在移出 過程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕 對(duì)值最大的是（ ）,例7,B,15,例8,如圖所示,兩個(gè)線圈套在 同一個(gè)鐵芯上,線圈的繞向 在圖中已經(jīng)表示.左線圈連 著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌垂直 方向上放著金屬棒處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)中。下列說法中正確的是( ) A.當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)， c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn) B.當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)， c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢(shì) C.當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)， c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn) D.當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)

7、動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)， d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn),BD,例8,16,如圖甲所示，截面積為0.2 m2的100匝圓形線圈A處在變 化的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的 變化規(guī)律如圖乙所示。設(shè)垂直紙面向里為B的正方向，線圈 A上的箭頭為感應(yīng)電流I的正方向，R1=4 ，R2=6 ，C=30 F，線圈內(nèi)阻不計(jì)。求電容器充電時(shí)的電壓和2 s后電容器 放電的電荷量。,例9,17,【解析】由題意可知圓形線圈A上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=n(B/t)S=1000.020.2 V=0.4 V， 電路中的電流I=E/(R1+R2)=0.4 V/(4 +6 )=0.04 A。 電容器充電時(shí)的電壓UC=IR2

8、=0.04 A6 =0.24 V， 2 s后電容器放電的電荷量Q=CUC=3010-6 F0.24V =7.210-6 C。,此題是法拉第電磁感應(yīng)定律與電路問題相結(jié)合的題目，又借助圖象提供一定條件來求電容器的電壓和電量，是一道綜合性較強(qiáng)的題目，但只要你對(duì)每一部分的知識(shí)熟悉，并能夠靈活運(yùn)用知識(shí)體系，也是不難做的。,18,如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8 T，豎直向下穿過水平放置的矩形線框MNQP，MN=PQ=2 m，MP=NQ=1 m，ab是用與線框相同的導(dǎo)線制成，它們單位長(zhǎng)度的電阻R0=0.1 /m，不計(jì)摩擦。ab桿從MP處開始以v=5 m/s的速度向右勻速滑動(dòng)。 (1)關(guān)于ab桿兩端

9、的電勢(shì)差的討論： 某同學(xué)認(rèn)為：ab桿兩端的電勢(shì)差Uab就是路端電壓，ab桿 勻速切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小恒定，且內(nèi)電阻r大 小不變。當(dāng)ab桿滑至線框正中間時(shí)，外電路電阻最大， 此時(shí)，Uab有最大值，也即Uab的值是先變大后變小。 你認(rèn)為該同學(xué)的判斷是否正確？若他判斷錯(cuò)誤，你重新分析，并確定Uab的大小。 若他的判斷正確，請(qǐng)算出Uab的最大值。 (2)關(guān)于線框MNQP的電功率P的討論： 某同學(xué)認(rèn)為：既然ab桿滑至線框正中間時(shí)，路端電壓最大，此時(shí)線框MNQP的電 功率P也最大，所以P的值是先變大后變小。 你認(rèn)為該同學(xué)的判斷是否正確？請(qǐng)作出評(píng)價(jià)，并說明理由。(不需要定量計(jì)算),【答案】(1)正確

10、 Uab最大值2.4 V (2)錯(cuò)誤。線框MNQP的電功率P就是電源輸出功率，當(dāng)R=r時(shí)，P最大，而ab桿在正中間位置的兩側(cè)某處，均有R=r。 所以，線框MNQP的電功率P先變大、后變小、再變大、再變小。,例10,19,五 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題,1.處理電磁感應(yīng)中力學(xué)問題的基本方法 (1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向； (2)求回路中的電流大??； (3)分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力，用左手定則確定其方向)； (4)列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解。,電磁感應(yīng)力學(xué)問題中，要抓好受力情況、運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析，導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合外力變化加

11、速度變化速度變化，周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，抓住a=0時(shí)，速度v達(dá)最大值。,20,例11,豎直平面內(nèi)有很長(zhǎng)兩條平行金屬導(dǎo)軌 MN和PQ，如圖所示。M、P間接一只電阻 R。質(zhì)量為m的金屬桿ab兩端套在導(dǎo)軌上， 使其下滑時(shí)始終與導(dǎo)軌良好接觸。加上 一個(gè)垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，自由放 開ab。若不計(jì)摩擦和電阻，則ab的運(yùn)動(dòng) 將是（ ） A.自由落體運(yùn)動(dòng) B.最終作勻速運(yùn)動(dòng) C.ag的勻加速運(yùn)動(dòng) D.ag的勻減速運(yùn)動(dòng),B,21,如圖所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為 L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。 一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁

12、場(chǎng)上邊界h處靜止 釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最 終穩(wěn)定為I。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且 始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。求： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B； (2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v； (3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im。,例12,22,【解析】 (1)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，則有BIL=mg 解得B=mg/(IL) (2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv 感應(yīng)電流I=E/R 由式解得v=I2R/(mg)。 (3)由題意知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度最大，設(shè)為vm 由機(jī)械能守恒定律得(1/2)mvm2=mgh 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=BLvm 感應(yīng)電流的最

13、大值Im=Em/R 解得 。,由電流穩(wěn)定可知，導(dǎo)體棒的速度達(dá)到最大而做勻速運(yùn)動(dòng)，從而得出安培力與重力平衡是求解此題的關(guān)鍵。,23,如圖所示，在一對(duì)平行光滑的金屬導(dǎo)軌的上端連接一阻值為R的固定電阻，兩導(dǎo)軌所決定的平面與水平面成30角。今將一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒ab垂直放于導(dǎo)軌上，并使其由靜止開始下滑。已知導(dǎo)體棒電阻為r，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。求導(dǎo)體棒最終下滑的速度及電阻R最終發(fā)熱功率分別為多少？,【答案】,例13,24,1.運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)分析,2.能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn),六 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題,電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合問題中的運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)分析和能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn),25,如圖所示，

14、固定在水平絕緣平面上足夠長(zhǎng)的金 屬導(dǎo)軌 不計(jì)電阻，但表面粗糙，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻R，質(zhì)量 為m的金屬棒(電阻也不計(jì))放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直， 整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直。用 水平恒力F把a(bǔ)b棒從靜止起向右拉動(dòng)的過程中，下列說法 正確的是( ) A.恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能 B.恒力F和摩擦力的合力做的功等于 電路中產(chǎn)生的電能 C.克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生 的電能 D.恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和 棒獲得的動(dòng)能之和,例14,26,【解析】物體克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，且功的數(shù)值等于電路中產(chǎn)生的電能，C正確；由動(dòng)能定理知，恒力F

15、、安培力和摩擦力三者的合力做的功等于物體動(dòng)能的增加量，故A、B錯(cuò)誤，D正確，也可從能量守恒角度進(jìn)行判定，即恒力F做的功等于電路中產(chǎn)生的電能、因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能及棒動(dòng)能的增加。,(1)克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，同理，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，安培力做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 (2)分清物體的運(yùn)動(dòng)過程和受力情況，判斷不同過程的特點(diǎn)和滿足的規(guī)律，運(yùn)用恰當(dāng)規(guī)律各個(gè)擊破。,27,如圖所示，質(zhì)量m1=0.1 kg，電阻R1=0.3 ，長(zhǎng)度l=0.4 m的導(dǎo)體棒ab橫放在U形金屬框架上?？蚣苜|(zhì)量m2=0.2 kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0

16、.2。相距0.4 m的MM、NN相互平行，電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)。電阻R2=0.1 的MN垂直于MM。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T。垂直于ab施加F=2 N的水平恒力，ab從靜止開始無摩擦地運(yùn)動(dòng)，始終與MM、NN保持良好接觸。當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某處時(shí)，框架開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取g=10 m/s2。 (1)求框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大?。?(2)從ab開始運(yùn)動(dòng)到框架開始運(yùn)動(dòng)的過 程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1 J， 求該過程ab位移x的大小。,【答案】(1)6 m/s (2)1.1 m,例15,28,七、分析電磁感應(yīng)中的圖像問題,29,一勻

17、強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面，規(guī)定向里的 方向?yàn)檎诖艌?chǎng)中有一細(xì)金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內(nèi)，如圖1所示?，F(xiàn)令磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間t 變化，先按圖2中所示的Oa圖線變化，后來又按圖線bc和cd變化，令1,2,3分別表示這三段 變化過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，I1，I2，I3分別 表示對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流，則( ) A.12，I1沿逆時(shí)針方向，I2沿順時(shí)針方向B.12，I1沿逆時(shí)針方向，I2沿順時(shí)針方向C.12，I2沿順時(shí)針方向，I3沿逆時(shí)針方向D.2=3，I2沿順時(shí)針方向，I3沿順時(shí)針方向,例16,BD,30,半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在 圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固 定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖所示。有一 變化的磁場(chǎng)垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖所 示。在t=0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì)，電荷量為q的 靜止微粒。則以下說法正確的是( ) A.第2秒內(nèi)上極板為正極 B.第3秒內(nèi)上極板為負(fù)極 C.第2秒末微?；氐搅嗽?來位置 D.第2秒末兩極板之間的 電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0.2r2/d,例17,31,【解析】由圖知第2秒內(nèi)，磁場(chǎng)向里并均勻減小，由楞次定律知，環(huán)中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，因而上極板帶正電，A項(xiàng)正確；第3秒內(nèi)磁場(chǎng)向外且均勻增大，由楞次定律知，環(huán)中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，上極板仍帶正