高中物理人教選修32課件第4章電磁感應(yīng)章末整合

1、,高中物理選修3-2人教版,第四章 電磁感應(yīng),章末整合,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,章末整合,專題分類突破,一、對楞次定律的理解和應(yīng)用,章末整合,1楞次定律告訴我們，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化感應(yīng)電流的磁場方向不一定與原磁場方向相反，只在磁通量增加時兩者才相反，而在磁通量減少時兩者是同向的,2“阻礙”并不是“阻止”，而是“延緩”，回路中的磁通量變化的趨勢不變，只不過變化得慢了,3“阻礙”的表現(xiàn)：增反減同、來拒去留、增縮減擴(kuò)、增離減靠,章末整合,專題分類突破,例1(2013汕頭質(zhì)檢)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變阻器連接成如

2、圖1所示的電路若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是() A線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流 B穿過線圈a的磁通量變小 C線圈a有擴(kuò)張的趨勢 D線圈a對水平桌面的壓力FN將增大,b中電流為俯視順時針方向且在增大,b中 磁場向下且在增大,a中感應(yīng)電流 磁場向上,楞次定律,a中的電流方向為俯視逆時針，A錯誤,線圈a中的磁通量應(yīng)變大 ，B錯誤,楞次定律,a將阻礙磁通量的增大,a有收縮的趨勢，還有向下擠壓桌面的趨勢 。C錯誤，D正確,章末整合,專題分類突破,二、電磁感應(yīng)中的圖象問題,1電磁感應(yīng)中的圖象問題有兩種：一是給出電磁感應(yīng)過程，選出或畫出正確圖象；二是由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)

3、過程，求解相應(yīng)物理量,2基本思路：,(1)利用法拉第電磁感應(yīng)定律計算感應(yīng)電動勢大?。?(2)利用楞次定律或右手定則判定感應(yīng)電流的方向,(3)寫出相關(guān)的函數(shù)關(guān)系式分析圖象或畫出圖象,章末整合,專題分類突破,例2將一段導(dǎo)線繞成圖2甲所示的閉合電路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場中回路的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場，以向里為磁場的正方向，其磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時間t變化的圖象是(),0到T/4 B均勻減小,感應(yīng)電流恒定 順時針,楞次定律,安培力恒定 向左,左手定則,B項正確,同理可判

4、斷出其它時間段的安培力方向,章末整合,專題分類突破,例3如圖所示，一個邊長為a、電阻為R的等邊三角形線框，在外力作用下以速度v勻速穿過寬度均為a的兩個勻強磁場，這兩個磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B，方向相反線框運動方向與底邊平行且與磁場邊緣垂直取逆時針方向的電流為正，試通過計算，畫出從圖示位置開始，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I與沿運動方向的位移x之間的函數(shù)圖象,線框穿越兩磁場邊界時，線框在兩磁場中切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等且同向，切割的有效長度也在均勻變化,線框移出第二個磁場時的情況與進(jìn)入第一個磁場時相似,章末整合,專題分類突破,三、電磁感應(yīng)中的電路問題,處于磁通量變化的磁場中的線圈或切割磁感線的導(dǎo)

5、體相當(dāng)于電源，該部分導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于內(nèi)電阻；而其余部分的電路則是外電路,2路端電壓、感應(yīng)電動勢和某段導(dǎo)體兩端的電壓三者的區(qū)別：,(1)某段導(dǎo)體作為電阻時，它兩端的電壓等于電流與其電阻的乘積；,(2)某段導(dǎo)體作為電源時，它兩端的電壓就是路端電壓，等于電流與外電阻的乘積，或等于電動勢減去內(nèi)電壓,(3)某段導(dǎo)體作為電源時，電路斷路時導(dǎo)體兩端的電壓等于感應(yīng)電動勢,1首先要找到哪一部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，分清內(nèi)外電路,章末整合,專題分類突破,圖1,圖2,(1)MN切割磁感線，相當(dāng)于一個電源，如圖1所示,EB2av00.8 V,I1E/R10.4 A,(2)MN右側(cè)上翻后面積減半，等效電路如圖2所示,專題分類

6、突破,四、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題,章末整合,解決此類問題的一般思路是：先由法拉第電磁感應(yīng)定律求感應(yīng)電動勢，然后根據(jù)歐姆定律求感應(yīng)電流，再求出安培力，再后依照力學(xué)問題的處理方法進(jìn)行，如進(jìn)行受力情況分析、運動情況分析流程為：,導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電流,電流受到安培力,合外力變化,加速度變化,速度變化,感應(yīng)電動勢變化,周而復(fù)始循環(huán)，最終加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運動狀態(tài),章末整合,專題分類突破,例5如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻R，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時開始勻速運動，此時對

7、導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運動導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g.下列選項正確的是() AP2mgvsin BP3mgvsin C當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到v/2時加速度大小為(gsin )/2 D在速度達(dá)到2v以后勻速運動的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功,受力分析如圖甲,圖甲,mgsin BIL,受力分析如圖乙,圖乙,功率PF2v2mgvsin ，故A正確,由(1)(2)可得Fmgsin ,受力分析如圖丙,圖丙,由(1)(3)可知a= (gsin )/2，C正確,等于拉力和重力做功之和，故D錯誤,章

8、末整合,專題分類突破,五、電磁感應(yīng)中的能量問題,1過程分析,(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，實質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過程,(2)電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力的作用，因此，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,2求解思路,(1)若回路中電流恒定，可以利用電路結(jié)構(gòu)及WUIt或QI2Rt直接進(jìn)行計算,(2)若電流變化，則：,利用克服安培力做的功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；,利用能量守恒求解：若只有電能與機械能的轉(zhuǎn)化，則機械能的減少量等于產(chǎn)生的電能,章末整合,專題分類突破,例6如圖6所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L0.5 m，左端接有阻值R0.3 的電阻，一質(zhì)量m0.1 kg，電阻r0.1 的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B0.4 T棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a2 m/s2的加速度做勻加速運動，當(dāng)棒的位移x9 m時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q221.導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求： (1)棒在勻加速運動過程中，通過