高中物理粵教版2023選擇性必修第二冊 第二章 電磁感應(yīng)-電磁感應(yīng)單元復(fù)習(xí)課課件(共36張PPT)

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高二—粵教版—物理—第二單元

電磁感應(yīng)單元復(fù)習(xí)課

基礎(chǔ)知識回顧

一、電磁感應(yīng)相關(guān)知識

（一）法拉第電磁感應(yīng)定律

1.產(chǎn)生感應(yīng)電流（電動勢）的條件

2.感應(yīng)電流（電動勢）的“方向”

3.感生、動生電動勢的大小

4.自感與互感現(xiàn)象的理解與應(yīng)用

基礎(chǔ)知識回顧

一、電磁感應(yīng)相關(guān)知識

2.感應(yīng)電流（電動勢）的“方向”——楞次定律

（1）感應(yīng)磁場的效果：（2）安培力的效果：

基礎(chǔ)知識回顧

一、電磁感應(yīng)相關(guān)知識

2.感應(yīng)電流（電動勢）的“方向”——楞次定律

（3）右手定則（感應(yīng)電動勢的“方向”）

基礎(chǔ)知識回顧

一、電磁感應(yīng)相關(guān)知識

3.（1）感生電動勢的大??；（2）動生電動勢的大小

單桿平動切割：

單桿定點旋轉(zhuǎn)：

線框定軸轉(zhuǎn)動：交變電流

基礎(chǔ)知識回顧

一、電磁感應(yīng)相關(guān)知識

（一）法拉第電磁感應(yīng)定律

1.產(chǎn)生感應(yīng)電流（電動勢）的條件

2.感應(yīng)電流（電動勢）的“方向”

3.感生、動生電動勢的大小

4.自感與互感現(xiàn)象的理解與應(yīng)用

（二）電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

1.電路問題分析

2.動力學(xué)問題分析

3.能量問題分析

二、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——電路分析

【例題1】如圖所示，一個有三條邊的正方形水平固定導(dǎo)線框PMNQ和半徑為a的半圓環(huán)構(gòu)成一個閉合回路，已知半圓環(huán)中磁感應(yīng)強度隨時間按變化，磁場方向垂直紙面向里，導(dǎo)線框和半圓環(huán)單位長度的電阻均為r，求：

(1)QN兩點電勢差的大小；

(2)整個電路中產(chǎn)生的熱功率。

二、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——電路分析

【例題1】如圖所示，一個有三條邊的正方形水平固定導(dǎo)線框PMNQ和半徑為a的半圓環(huán)構(gòu)成一個閉合回路，已知半圓環(huán)中磁感應(yīng)強度隨時間按變化，磁場方向垂直紙面向里，導(dǎo)線框和半圓環(huán)單位長度的電阻均為r，求：

(1)QN兩點電勢差的大小；

(2)整個電路中產(chǎn)生的熱功率。

【解題思路】

電路分析：

（1）電源大小和正負極？

（2）電源內(nèi)阻？

（3）外電路電阻？

（4）電流？

二、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——電路分析

【例題1】如圖所示，一個有三條邊的正方形水平固定導(dǎo)線框PMNQ和半徑為a的半圓環(huán)構(gòu)成一個閉合回路，已知半圓環(huán)中磁感應(yīng)強度隨時間按變化，磁場方向垂直紙面向里，導(dǎo)線框和半圓環(huán)單位長度的電阻均為r，求：

(1)QN兩點電勢差的大小；

(2)整個電路中產(chǎn)生的熱功率。

【解析】

（1）QN間的電勢差大小為

（2)根據(jù)功率公式

【總結(jié)】電路分析框架圖

判斷：感生電動勢\動生電動勢

電源正負極——楞次定律

電源電動勢大小——電磁感應(yīng)定律

電源內(nèi)阻r

外電路總電阻R

路端電壓

電功率

電荷量

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——動力學(xué)問題分析

【例題2】如圖所示，間距L=1m、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾角θ=37°，底端接一阻值為R=1Ω的電阻，質(zhì)量m=1kg的金屬棒通過跨過輕質(zhì)定滑輪的細線與質(zhì)量M=3kg的重錘相連，滑輪左側(cè)細線與導(dǎo)軌平行，金屬棒電阻r=1Ω（其他電阻均不計），金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，二者間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小B=2T，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，現(xiàn)將重錘由靜止釋放．求：

（1）剛釋放重錘瞬間重錘的加速度a；

【解題思路】

（1）電路分析

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——動力學(xué)問題分析

【例題2】如圖所示，間距L=1m、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾角θ=37°，底端接一阻值為R=1Ω的電阻，質(zhì)量m=1kg的金屬棒通過跨過輕質(zhì)定滑輪的細線與質(zhì)量M=3kg的重錘相連，滑輪左側(cè)細線與導(dǎo)軌平行，金屬棒電阻r=1Ω（其他電阻均不計），金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，二者間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小B=2T，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，現(xiàn)將重錘由靜止釋放．求：

（1）剛釋放重錘瞬間重錘的加速度a；

【解題思路】

（2）受力分析

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——動力學(xué)問題分析

【例題2】如圖所示，間距L=1m、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾角θ=37°，底端接一阻值為R=1Ω的電阻，質(zhì)量m=1kg的金屬棒通過跨過輕質(zhì)定滑輪的細線與質(zhì)量M=3kg的重錘相連，滑輪左側(cè)細線與導(dǎo)軌平行，金屬棒電阻r=1Ω（其他電阻均不計），金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，二者間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小B=2T，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，現(xiàn)將重錘由靜止釋放．求：

（1）剛釋放重錘瞬間重錘的加速度a；

【解析】

（1）剛釋放重錘瞬間，以重錘為對象，根據(jù)牛頓第二定律得

以金屬棒為對象，根據(jù)牛頓第二定律得

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——動力學(xué)問題分析

【例題2】如圖所示，間距L=1m、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾角θ=37°，底端接一阻值為R=1Ω的電阻，質(zhì)量m=1kg的金屬棒通過跨過輕質(zhì)定滑輪的細線與質(zhì)量M=3kg的重錘相連，滑輪左側(cè)細線與導(dǎo)軌平行，金屬棒電阻r=1Ω（其他電阻均不計），金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，二者間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小B=2T，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，現(xiàn)將重錘由靜止釋放．求：

（2）重錘的最大速度v；

【解題思路】

（3）運動分析

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——動力學(xué)問題分析

【例題2】如圖所示，間距L=1m、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾角θ=37°，底端接一阻值為R=1Ω的電阻，質(zhì)量m=1kg的金屬棒通過跨過輕質(zhì)定滑輪的細線與質(zhì)量M=3kg的重錘相連，滑輪左側(cè)細線與導(dǎo)軌平行，金屬棒電阻r=1Ω（其他電阻均不計），金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，二者間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小B=2T，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，現(xiàn)將重錘由靜止釋放．求：

（2）重錘的最大速度v；

【解題思路】

（3）運動分析

加速F安aa=0時，速度達到最大

【解析】以金屬棒為對象，根據(jù)平衡量條件得

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——動力學(xué)問題分析

四、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

【總結(jié)】

1、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化

2、求解焦耳熱Q的三種方法

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

【例題2】如圖所示，間距L=1m、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾角θ=37°，底端接一阻值為R=1Ω的電阻，質(zhì)量m=1kg的金屬棒通過跨過輕質(zhì)定滑輪的細線與質(zhì)量M=3kg的重錘相連，滑輪左側(cè)細線與導(dǎo)軌平行，金屬棒電阻r=1Ω（其他電阻均不計），金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，二者間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小B=2T，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，現(xiàn)將重錘由靜止釋放．求：

（3）重錘下降h=20m時，其速度已經(jīng)達到最大速度v，求這個過程中通過電阻R的電荷量q和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

【解析】重錘下降h=20m時，其速度已經(jīng)達到最大速度v，根據(jù)能量守恒定律得

電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

【例題2】如圖所示，間距L=1m、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾角θ=37°，底端接一阻值為R=1Ω的電阻，質(zhì)量m=1kg的金屬棒通過跨過輕質(zhì)定滑輪的細線與質(zhì)量M=3kg的重錘相連，滑輪左側(cè)細線與導(dǎo)軌平行，金屬棒電阻r=1Ω（其他電阻均不計），金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，二者間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小B=2T，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，現(xiàn)將重錘由靜止釋放．求：

（3）重錘下降h=20m時，其速度已經(jīng)達到最大速度v，求這個過程中通過電阻R的電荷量q和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

【解析】

重錘下降h=20m時，這個過程中通過電阻R的電荷量

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

【解題思路】

（1）電路分析+受力分析

cd棒動不動？

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

（1）若ab棒以ω0=12rad/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則流過ab棒的電流方向和ab棒兩端的電壓；

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

（1）若ab棒以ω0=12rad/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則流過ab棒的電流方向和ab棒兩端的電壓；

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

【解題思路】

（2）分類討論/臨界狀態(tài)

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

（2）要使金屬棒與導(dǎo)軌保持相對靜止，則ab棒轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)滿足什么條件？

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

（2）要使金屬棒與導(dǎo)軌保持相對靜止，則ab棒轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)滿足什么條件？

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

（3）若ab棒以ω3=31rad/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，當cd棒勻速時，cd棒的位移為x=16m，求：

①cd棒勻速的速度大小

②從靜止到勻速，安培力對cd棒做的功

【解題思路】

電路分析：回路中有兩個電源

受力分析：安培力隨速度的增加而？？？

運動分析：cd桿的運動情況？

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

（3）若ab棒以ω3=31rad/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，當cd棒勻速時，cd棒的位移為x=16m，求：

①cd棒勻速的速度大小

②從靜止到勻速，安培力對cd棒做的功

三、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用——能量問題分析

（3）若ab棒以ω3=31rad/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，當cd棒勻速時，cd棒的位移為x=16m，求：

①cd棒勻速的速度大小

②從靜止到勻速，安培力對cd棒做的功

C

BD

【第7題】如圖所示，一對平行的粗糙金屬導(dǎo)軌固定于同一水平面上，導(dǎo)軌間距L＝0.2m，左端接有阻值R＝0.3Ω的電阻，右側(cè)平滑連接一對彎曲的光滑軌道．水平導(dǎo)軌的整個區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B＝1.0T，一根質(zhì)量m＝0.2kg，電阻r＝0.1Ω的金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上，在水平向右的恒力F作用下從靜止開始運動，當金屬棒通過位移x＝9m時離開磁場，在離開磁場前已達到最大速度．當金屬棒離開磁場時撤去外力F，接著金屬棒沿彎曲軌道上升到最大高度h＝0.8m處．已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，導(dǎo)軌電阻不計，棒在運動過程中始終與軌道垂直且與軌道保持良好接觸，取g＝10m/s2，求：

（1）金屬棒運動的最大速率v；

【第7題】如圖所示，一對平行的粗糙金屬導(dǎo)軌固定于同一水平面上，導(dǎo)軌間距L＝0.2m，左端接有阻值R＝0.3Ω的電阻，右側(cè)平滑連接一對彎曲的光滑軌道．水平導(dǎo)軌的整個區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場，磁感