人教版選修電磁感應(yīng)章末復(fù)習市公開課獲獎?wù)n件

1、第四章電磁感應(yīng)章末復(fù)習第1頁第1頁 【例1】如圖1所表示,把總電阻為2R均勻電阻絲焊接成二分之一徑為a圓環(huán),水平固定在豎直向下磁感應(yīng)強度為B勻強磁場中,一長度為2a、電阻等于R、粗細均勻金屬棒MN放在圓環(huán)上,它與圓環(huán)始終保持良好接觸.當金屬棒以恒定速度v向右移動,且通過環(huán)心O時,求:(1)流過棒電流大小和方向及棒兩端電壓UMN.(2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗總熱功率.圖1第2頁第2頁解析 (1)金屬棒過環(huán)心時電動勢大小為E=2Bav由閉合電路歐姆定律得電流大小為電流方向從N流向M.路端電壓為UMN=(2)全電路熱功率為P=EI=第3頁第3頁專項一 電磁感應(yīng)中電路問題(1)明確哪部分相稱于電源,由法

2、拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律擬定感應(yīng)電動勢大小和方向;(2)畫出等效電路圖;(3)利用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路性質(zhì)求解未知物理量.第4頁第4頁 【例2】如圖2所表示,兩根無限長直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為 絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L,M、P兩點間接有阻值為R電阻.一根質(zhì)量為m均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直,整套裝置處于勻強磁場中,磁場方向垂直于斜面向上,導(dǎo)軌和金屬桿電阻可忽略.讓金屬桿ab沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,通過足夠長時間后,金屬桿達到最大速度vm,在這個過程中,電阻R上產(chǎn)生熱為Q.導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,它們之間動摩擦因數(shù)為 ,且 tan .重力加速度為g.(1)求磁感

3、應(yīng)強度大小.第5頁第5頁(2)金屬桿在加速下滑過程中,當速度達到 vm時,求此時桿加速度大小.(3)求金屬桿從靜止開始至達到最大速度時下降高度.第6頁第6頁解析 (1)當桿達到最大速度時受力平衡,受力以下圖所示.mgsin =BIL+ FNFN=mgcos 電路中電流解得第7頁第7頁(2)當桿速度為 vm時,由牛頓第二定律mgsin -BIL- FN=ma此時電路中電流I=解得a= g(sin - cos )(3)設(shè)金屬桿從靜止開始至達到最大速度時下降高度為h,由能量守恒mgh= 又h=xsin解得h=第8頁第8頁答案第9頁第9頁 專項二 電磁感應(yīng)中動力學(xué)分析基本思緒:導(dǎo)體受力運動產(chǎn)生感應(yīng)電動

4、勢感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合力改變加速度改變速度改變感應(yīng)電動勢改變周而復(fù)始循環(huán),循環(huán)結(jié)束時,加速度等于零,導(dǎo)體達到穩(wěn)定運動狀態(tài). 第10頁第10頁+1練習.如圖6所表示,平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,寬為L,上端接有阻值為R定值電阻,質(zhì)量為m金屬桿與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強度為B.導(dǎo)軌和桿電阻不計. 金屬桿由靜止開始下落,下落h時速度達到最大,重力加速度為g.求: (1)金屬桿最大速度vm. (2)金屬桿由靜止開始下落至速度最大過程中,電 阻R上產(chǎn)生熱量Q.圖6第11頁第11頁解析 (1)金屬桿速度最大時,安培力與重力平衡,有mg=BIL金屬桿中電動勢E=BLv由歐姆定

5、律I= ,則有vm=(2)由功效關(guān)系得mgh=Q+ mv2則Q=mgh- m =mgh-答案 (1) (2)第12頁第12頁本章能力要求：1、能夠從空間想象角度理解法拉第電磁感應(yīng)定律；2、用畫圖辦法將題目中所敘述電磁感應(yīng)現(xiàn)象表示出來；3、能夠?qū)㈦姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象實際問題抽象成直流電路問題；4、能夠用能量轉(zhuǎn)化和守恒觀點分析處理電磁感應(yīng)問題；會用圖象表示電磁感應(yīng)物理過程,5、也能夠辨認電磁感應(yīng)問題圖象.第13頁第13頁第14頁第14頁 在本章知識應(yīng)用過程中,試卷中常犯錯誤主要表現(xiàn)在：概念理解不準確；空間想象出現(xiàn)錯誤；利用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律時,操作環(huán)節(jié)不規(guī)范；不會利用圖象法來研究處理,綜合利用電

6、路知識時將等效電路圖畫錯.第15頁第15頁易錯點實例分析29.不能準確判斷圖象改變產(chǎn)生錯誤【試題回放】 如圖1(a)所表示,面積為0.01 m2、電阻為0.1 正方形 導(dǎo)線框放在勻強磁場中,磁場方向與線框平面垂直.磁 感應(yīng)強度B隨時間t改變圖線如圖(b).t=0時刻,磁感應(yīng) 強度方向垂直于紙面向里.在1 s末線框中感應(yīng)電流 大小為 A.若要求水平向左為正方向,請在 圖(c)中定性畫出前4 s內(nèi)ab邊所受安培力F隨時間t 改變圖線.第16頁第16頁【錯解分析】 本題出現(xiàn)錯誤主要原因是畫圖象時沒有考慮到磁感應(yīng)強度改變,誤認為安培力為恒力.錯解下列：依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=nI=0.2 A,則F=

7、ILB=0.20.12 N=0.4 N,得犯錯誤圖象如圖所表示.圖1第17頁第17頁【正確答案】 線圈中磁通量發(fā)生改變,磁通量改變率不變,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢不變, 依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E= n 得E=0.02 V,I=0.2 A. 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,ab受到安培力作用,但由于磁感應(yīng)強度是改變,因此ab邊受到安培力是改變.若要求向左為正方向,依據(jù)F=ILB,安培力與B成正比,01 s安培力正向減小,12 s安培力為反向增大,23 s為正向減小,34 s為反向增大.Ft圖象如圖所表示.第18頁第18頁 圖象類問題是高考考察熱點內(nèi)容,在歷年高考試卷中經(jīng)常有所表達,但在考察過程中錯誤率也較高,主要表達

8、在有些同窗對坐標軸上單位沒有弄清楚,對物理量在改變過程中大小、正負沒有分析清楚.解答圖象問題關(guān)鍵是正確過程分析,只有明確各物理量隨時間(或位置等)改變情況,才也許選擇或畫出正確圖象.第19頁第19頁30.由于對電磁感應(yīng)中電路結(jié)構(gòu)分析不妥造成錯誤【試題回放】 如圖2甲所表示,兩根電阻不計光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置,間距為d=0.5 m,左端連接一個阻值為R=2 電阻,右端連接一個阻值為RL=4 小燈泡,在矩形區(qū)域CDEF內(nèi)有豎直向上勻強磁場,磁感應(yīng)強度B隨時間按圖乙所表示規(guī)律改變,CE長為x=2 m.在t=0時刻,一阻值為r=2 金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從圖示ab位置沿導(dǎo)軌向右運動,金屬

9、棒從ab運動到EF過程中,小燈泡亮度始終沒有發(fā)生改變,求：第20頁第20頁(1)通過小燈泡電流.(2)恒力F大小.(3)金屬棒質(zhì)量.圖2第21頁第21頁【錯解分析】 本題出現(xiàn)主要錯誤是沒有分析清楚金屬棒在進入磁場前后電路結(jié)構(gòu)改變,認為金屬棒始終是“電源”,電阻與燈泡并聯(lián),造成回路電阻計算及后續(xù)計算錯誤；另一方面,尚有部分學(xué)生認為金屬棒始終要受到安培力作用,不能從圖乙中準確獲取相關(guān)信息,給(2)(3)兩問計算造成障礙.第22頁第22頁【正確答案】(1)金屬棒未進入磁場時,R總=RL+ =5 電路中電動勢E1=通過小燈泡電流(2)由于小燈泡亮度不變,故4 s末金屬棒進入磁場時剛好勻速運動,此時金屬

10、棒中電流由平衡條件有F=FA=BId=0.3 N.第23頁第23頁(3)金屬棒進入磁場后電路中電動勢可得金屬棒勻速運動速度v= =1 m/s,則 電路結(jié)構(gòu)分析是解答此題基礎(chǔ),復(fù)雜一點電磁感應(yīng)問題普通都會涉及電路結(jié)構(gòu)分析,本題電路看起來簡樸,使得部分學(xué)生粗心大意,不仔細審題,在不清楚電路結(jié)構(gòu)情況下貿(mào)然解答,造成錯誤.第24頁第24頁31.動態(tài)電磁感應(yīng)問題中常見錯誤 【試題回放】 如圖3所表示,一個U形導(dǎo)體框架,其寬度 L=1 m,框架所在平面與水平面夾用 =30.其電阻可忽略不計.設(shè)勻強磁 場與U形框架平面垂直.勻強磁場 磁感強度B0.2 T.今有一條形導(dǎo)體ab,其質(zhì)量為m0.5 kg, 有效電

11、阻R=0.1 ,跨接在U形框架上,并且能無摩擦地滑 動,求: (1)由靜止釋放導(dǎo)體,導(dǎo)體ab下滑最大速度vm. (2)在最大速度vm時,在ab上釋放電功率.(g=10 m/s2)圖3第25頁第25頁【錯解分析】 錯解一： (1)ab導(dǎo)體下滑過程中受到重力G和框 架支持力FN,如圖所表示. 依據(jù)牛頓第二定律 F=ma mgsin =ma a=gsin 導(dǎo)體初速度為v0=0,導(dǎo)體做勻加速直線運動,由運動學(xué) 公式v=v0+at=5t第26頁第26頁伴隨t增大,導(dǎo)體速度v增大vm由=BLv可知當vm,電功率p錯解二：當導(dǎo)體所受合力為零時,導(dǎo)體速度達到最大值.(1)導(dǎo)體ab受G和框架支持力FN,而做加速

12、運動由牛頓第二定律mgsin 30=maa=gsin 30第27頁第27頁但是導(dǎo)體從靜止開始運動后,就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,回路中就會有感應(yīng)電流,感應(yīng)電流使得導(dǎo)體受到磁場安培力作用.設(shè)安培力為FA.伴隨速度v增長,加速度a逐步減小.當a=0時,速度v有最大值第28頁第28頁分析導(dǎo)體ab下滑過程中物理量改變因果關(guān)系是求ab導(dǎo)體下滑最大速度關(guān)鍵.錯解一：正是由于對電磁現(xiàn)象規(guī)律和力與運動關(guān)系理解不夠,錯誤地分析出ab導(dǎo)體在下滑過程中做勻加速運動.事實上,導(dǎo)體ab只要有速度,就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電流在磁場中受到安培力作用.安培力隨速度增長而增大,且安培力方向與速度方向相反,導(dǎo)體做加速度逐步減小變加速直線運動.錯解二：分析過程是正確,但是把導(dǎo)體下滑時產(chǎn)生電動勢寫錯了公式,=BLvsin 30中30是錯誤.=BLvsin 中 角應(yīng)為磁感強度B與速度v夾角.本題中 =90.第29頁第29頁【正確答案】(1)導(dǎo)體ab受G和框架支持力FN,而做加速運動由牛頓第二定律mgsin 30=maa=gsin 30=5 m/s2但是導(dǎo)體從靜止開始運動后,就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,回路中就會有感應(yīng)電流,感應(yīng)電流使得導(dǎo)體受到磁場安培力作用.設(shè)安培力為FA第30頁第30頁伴隨速度v增長,加速度a逐步減小.當a=0時,速度v有最大值(