2022年秋新教材高中物理第二章電磁感應(yīng)章末小結(jié)與素養(yǎng)評價(jià)課件粵教版選擇性必修第二冊

一、主干知識成體系二、遷移交匯辨析清一、“三定則一定律”的綜合應(yīng)用在電磁感應(yīng)問題的分析求解中，必須靈活應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則及楞次定律，“三定則一定律”的綜合應(yīng)用問題，既是歷年高考命題的重點(diǎn)，同時(shí)也是分析求解問題的難點(diǎn)。1．“三定則一定律”的應(yīng)用對比名稱基本現(xiàn)象因果關(guān)系應(yīng)用的定則或定律電流的磁效應(yīng)運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場因電生磁安培定則洛倫茲力、安培力磁場對運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力因電受力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)因動(dòng)生電右手定則閉合回路磁通量變化因磁生電楞次定律2．“三定則一定律”的應(yīng)用方法(1)弄清“因果關(guān)系”是正確應(yīng)用定則、定律的關(guān)鍵。(2)判斷感應(yīng)電流受到的安培力。①先用右手定則判定感應(yīng)電流的方向，再用左手定則確定安培力的方向。②根據(jù)楞次定律的推論可知安培力阻礙相對運(yùn)動(dòng)。[典例1]在一根軟鐵棒上繞有一組線圈，a、c是線圈的兩端，b為中心抽頭。把a(bǔ)端和b抽頭分別接到兩條平行金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間有勻強(qiáng)磁場，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面并指向紙內(nèi)，如圖所示。金屬棒PQ在外力作用下左右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直，且兩端與導(dǎo)軌始終接觸良好。下面說法正確的是

(

)A．PQ向左邊減速運(yùn)動(dòng)的過程中，a、c的電勢都比b點(diǎn)的電勢高B．PQ向右邊減速運(yùn)動(dòng)的過程中，a、c的電勢都比b點(diǎn)的電勢高C．PQ向左邊勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，a、c的電勢都比b點(diǎn)的電勢低D．PQ向右邊勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，a、c的電勢都比b點(diǎn)的電勢低[解析]

PQ向左邊減速運(yùn)動(dòng)的過程中，根據(jù)右手定則可知電流方向?yàn)镻Qba，b點(diǎn)的電勢比a點(diǎn)的電勢高，A錯(cuò)誤；PQ向右邊減速運(yùn)動(dòng)的過程中，根據(jù)右手定則可知電流方向?yàn)镼Pab，a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高；PQ向右邊減速運(yùn)動(dòng)，ab段線圈產(chǎn)生的向下的磁場減弱，根據(jù)楞次定律可知，bc段線圈產(chǎn)生的磁場方向向下，電流從c點(diǎn)流出，c點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高，故B正確；PQ做勻速直線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生恒定的電流，bc段線圈不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，b、c等電勢，故C、D錯(cuò)誤。[答案]

B[針對訓(xùn)練]1.(2021·深圳高二檢測)如圖所示，MN是一根固定的通電長直導(dǎo)線，

電流方向向上，今將一金屬線框abcd放在導(dǎo)線上，讓線框的位置

偏向?qū)Ь€的左邊，兩者彼此絕緣，當(dāng)導(dǎo)線中的電流突然增大時(shí)，

線框整體受力情況為

(

)A．受力向右 B．受力向左C．受力向上 D．受力為零解析：由安培定則可知，通電長直導(dǎo)線周圍的磁場分布如圖所示。當(dāng)長直導(dǎo)線上的電流突然增大時(shí)，穿過矩形線框的合磁通量增加，合磁場方向垂直紙面向外，線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，因ad、bc兩邊分布對稱，故所受的安培力合力為零；而ab、cd兩邊，雖然通過它們的電流方向相反，但它們所處的磁場方向也相反，由左手定則可知它們所受的安培力均向右，所以線框整體受力向右。選項(xiàng)A正確。答案：A

2．如圖甲所示，在一空心螺線管內(nèi)部中間處放置一小銅環(huán)。如圖乙所示，在一空心螺線管外部放置一大銅環(huán)，電路接通瞬間，下列說法正確的是

(

)A．從左往右看，兩個(gè)銅環(huán)中都有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B．從左往右看，小銅環(huán)中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，大銅環(huán)中有逆時(shí)針方向

的感應(yīng)電流C．兩個(gè)銅環(huán)都有收縮趨勢D．小銅環(huán)有擴(kuò)張趨勢，大銅環(huán)有收縮趨勢解析：接通開關(guān)瞬間，穿過小銅環(huán)的磁通量向左增大，根據(jù)楞次定律可知，小銅環(huán)中的感應(yīng)電流的磁場的方向向右，從左側(cè)看，小銅環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向；同理也可以判斷出從左向右看大銅環(huán)中也有沿順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故A正確，B錯(cuò)誤。接通開關(guān)瞬間，穿過小銅環(huán)的磁通量向左增大，小銅環(huán)的面積減小能阻礙磁通量的增大，根據(jù)楞次定律可知，小銅環(huán)有收縮的趨勢；由于螺線管外側(cè)的磁場方向與螺線管內(nèi)部的磁場方向相反，所以大銅環(huán)的面積增大能阻礙環(huán)內(nèi)磁通量的增大，即大銅環(huán)有擴(kuò)張趨勢，故C、D錯(cuò)誤。答案：A

(2)法拉第電磁感應(yīng)定律的適用范圍：法拉第電磁感應(yīng)定律適用于任何情況下感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算。但在中學(xué)物理中一般用來計(jì)算某段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢。若所取時(shí)間極短，即Δt無限趨近于零時(shí)，所求感應(yīng)電動(dòng)勢為該時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢。2．感應(yīng)電動(dòng)勢的三個(gè)表達(dá)式對比意義一般求平均感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)Δt→0時(shí)求的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢一般求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)v為平均速度時(shí)求的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢用平均值法求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢適用條件所有磁場勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場續(xù)表[典例2]如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為L，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻。一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿bc垂直放置在導(dǎo)軌上。在桿的右方距桿為d處有一個(gè)勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。對桿施加一個(gè)大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力，使桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知桿到達(dá)磁場區(qū)域時(shí)速度為v，之后進(jìn)入磁場恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，假定導(dǎo)軌與桿之間存在恒定的阻力。求：(1)導(dǎo)軌對桿bc的阻力大小f；(2)桿bc進(jìn)入磁場區(qū)域后通過的電流及其方向；(3)導(dǎo)軌左端所接電阻的阻值R。三、電磁感應(yīng)中的動(dòng)量問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)量問題常見閉合線框進(jìn)出磁場和導(dǎo)體棒切割磁感線兩種情境。1．動(dòng)量定理的應(yīng)用

應(yīng)用動(dòng)量定理可以由動(dòng)量變化來求解變力的沖量。如在導(dǎo)體棒做非勻變速運(yùn)動(dòng)的問題中，應(yīng)用動(dòng)量定理可以解決牛頓運(yùn)動(dòng)定律不易解答的問題。2．動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用

在相互平行的水平軌道間的雙導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于這兩根導(dǎo)體棒所受的安培力等大反向，合外力為零，若不受其他外力，兩導(dǎo)體棒的總動(dòng)量守恒，解決此類問題往往要應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。

[典例3]如圖所示，匝數(shù)N＝100、截面積S＝1.0×10－2m2、電阻r＝0.15Ω的線圈內(nèi)有方向垂直于線圈平面向上的、隨時(shí)間均勻增加的勻強(qiáng)磁場B1，其變化率k＝0.80T/s。線圈通過開關(guān)S連接兩根相互平行、間距d＝0.20m的豎直導(dǎo)軌，下端連接阻值R＝0.50Ω的電阻。一根阻值也為0.50Ω、質(zhì)量m＝1.0×10－2kg的導(dǎo)體棒ab擱置在兩端等高的擋條上。在豎直導(dǎo)軌間的區(qū)域僅有垂直紙面的不隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場B2。接通開關(guān)S后，棒對擋條的壓力恰好為零。假設(shè)棒始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻，g取10m/s2。(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小，并指出磁場方向；(2)斷開開關(guān)S后撤去擋條，棒開始下滑，經(jīng)t＝0.25s后下降了h＝0.29m，求此過程棒上產(chǎn)生的熱量。三、創(chuàng)新應(yīng)用提素養(yǎng)1．(多選)電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動(dòng)時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音。下列說法正確的有

(

)A．選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作B．取走磁體，電吉他將不能正常工作C．增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢D．弦振動(dòng)過程中，線圈中的電流方向不斷變化2．(多選)安檢門是一種用于安全檢查的“門”，如圖所示，“門框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在“門”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場，金屬物品通過“門”時(shí)能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報(bào)警。以下關(guān)于這個(gè)安檢門的說法正確的是

(

)A．這個(gè)安檢門也能檢查出毒品攜帶者B．這個(gè)安檢門只能檢查出金屬物品攜帶者C．如果這個(gè)“門框”內(nèi)的線圈中通上恒定電流，也能檢查出金屬物品攜帶者D．這個(gè)安檢門工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)解析：這個(gè)安檢門是利用渦流工作的，因而只能檢查出金屬物品攜帶者，A錯(cuò)誤，B正確；若“門框”內(nèi)的線圈中通上恒定電流，只能產(chǎn)生恒定磁場，它不能使金屬物品內(nèi)產(chǎn)生渦流，因而不能檢查出金屬物品攜帶者，C錯(cuò)誤；安檢門工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)，D正確。答案：BD

3．(2021·韶關(guān)高二檢測)隨著航空領(lǐng)域的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)火箭回收利用，成為了各國都在重點(diǎn)突破的技術(shù)。其中有一技術(shù)難題是回收時(shí)如何減緩對地的碰撞，為此設(shè)計(jì)師在返回火箭的底盤安裝了電磁緩沖裝置。如圖所示，該裝置的主要部件有兩部分：①緩沖滑塊，由高強(qiáng)絕緣材料制成，其內(nèi)部邊緣繞有閉合單匝正方形線圈abcd；②火箭主體，包括絕緣光滑緩沖軌道MN、PQ和超導(dǎo)線圈(圖中未畫出)，超導(dǎo)線圈能產(chǎn)生方向垂直于整個(gè)緩沖軌道平面的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)緩沖滑塊接觸地面時(shí)，滑塊立即停止運(yùn)動(dòng)，此后線圈與火箭主體中的磁場相互作用，火箭主體一直做減速運(yùn)動(dòng)直至達(dá)到軟著陸要求的速度，從而實(shí)現(xiàn)緩沖?，F(xiàn)已知緩沖滑塊豎直向下撞向地面時(shí)，火箭主