高中物理 第四章 電磁感應(yīng)章末總結(jié)課件 新人教版選修32.ppt

第四章電磁感應(yīng) 章末總結(jié) 內(nèi)容索引 知識網(wǎng)絡(luò) 題型探究 知識網(wǎng)絡(luò) 1 電磁感應(yīng) 閉合電路中部分導(dǎo)體做運(yùn)動(dòng)閉合電路的發(fā)生變化 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 現(xiàn)象 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 電路且變化能量轉(zhuǎn)化 其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能或電能的轉(zhuǎn)移 切割磁感線 磁通量 閉合 磁通量 首先明確原磁場的和磁通量的 確定感應(yīng)電流的磁場方向再用確定感應(yīng)電流的方向 電磁感應(yīng) 感應(yīng)電流總要阻礙的變化感應(yīng)電流總要阻礙的相對運(yùn)動(dòng) 楞次定律 感應(yīng)電流的方向 理解 內(nèi)容 感應(yīng)電流具有這樣的方向 即感應(yīng)電流的磁場總要引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 應(yīng)用步驟 適合判定產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向右手定則 左手定則 安培定則的區(qū)別 右手定則 阻礙 磁通量 導(dǎo)體和磁場 增減 安培定則 導(dǎo)體切割磁感線 方向 e 適合求e的值 法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢 電磁感應(yīng) 定義 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢產(chǎn)生的條件 發(fā)生變化 法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢的大小 磁通量的變化率 內(nèi)磁通量的變化 e blv 適合求e的值條件 b l v三者 切割公式 單位時(shí)間 磁通量 平均 互相垂直 瞬時(shí) 定義 塊狀金屬在的磁場中產(chǎn)生的環(huán)形感應(yīng)電流 渦流 自感現(xiàn)象 電磁感應(yīng) 定義 發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象自感電動(dòng)勢 總是阻礙的變化自感系數(shù)l 與線圈的大小 形狀 以及是否有等因素有關(guān)應(yīng)用和防止 自感現(xiàn)象及其應(yīng)用 特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 互感現(xiàn)象 電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng) 應(yīng)用 匝數(shù) 自身電流 鐵芯 變化 自身電流 2 題型探究 一 楞次定律的理解與應(yīng)用1 感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(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 只有在磁通量增加時(shí)兩者才相反 而在磁通量減少時(shí)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 來拒去留等 a 線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)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 例1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(dòng)變阻器連接成如圖1所示的電路 若將滑動(dòng)變阻器的滑片p向下滑動(dòng) 下列表述正確的是 答案 解析 圖1 通過螺線管b的電流如圖所示 根據(jù)安培定則判斷出螺線管b所產(chǎn)生的磁場方向在線圈a中豎直向下 滑片p向下滑動(dòng) 接入電路的電阻減小 電流增大 所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大 根據(jù)楞次定律可知 a線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向豎直向上 再由安培定則可得線圈a中的電流方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針方向 a錯(cuò)誤 由于螺線管b中的電流增大 所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大 線圈a中的磁通量應(yīng)變大 b錯(cuò)誤 根據(jù)楞次定律可知 線圈a有縮小的趨勢 線圈a對水平桌面的壓力將增大 c錯(cuò)誤 d正確 二 電磁感應(yīng)中的圖象問題對圖象的分析 應(yīng)做到 1 明確圖象所描述的物理意義 2 明確各種物理量正 負(fù)號的含義 3 明確斜率的含義 4 明確圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系 例2如圖2所示 三條平行虛線位于紙面內(nèi) 中間虛線兩側(cè)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場 磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向 菱形閉合導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)且對角線ac與虛線垂直 磁場寬度與對角線ac長均為d 現(xiàn)使線框沿ac方向勻速穿過磁場 以逆時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向 則從c點(diǎn)進(jìn)入磁場到a點(diǎn)離開磁場的過程中 線框中電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系可能是 圖2 答案 解析 圖2 導(dǎo)線框abcd在進(jìn)入左邊磁場時(shí) 由楞次定律和安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向應(yīng)為正方向 選項(xiàng)b c不可能 當(dāng)導(dǎo)線框abcd一部分在左磁場區(qū) 另一部分在右磁場區(qū)時(shí) 回路中的最大電流要加倍 方向與剛進(jìn)入時(shí)的方向相反 選項(xiàng)d可能 選項(xiàng)a不可能 電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個(gè)常見解法 1 排除法 定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢 增大還是減小 變化快慢 均勻變化還是非均勻變化 特別是物理量的正負(fù) 排除錯(cuò)誤的選項(xiàng) 2 函數(shù)法 根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系 然后由函數(shù)關(guān)系對圖象作出分析和判斷 這未必是最簡捷的方法 但卻是最有效的方法 三 電磁感應(yīng)中的電路問題求解電磁感應(yīng)中電路問題的關(guān)鍵是分清楚內(nèi)電路和外電路 切割 磁感線的導(dǎo)體和磁通量變化的線圈都相當(dāng)于 電源 該部分導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于內(nèi)電阻 而其余部分的電阻則是外電阻 例3如圖3所示 面積為0 2m2的100匝線圈處在勻強(qiáng)磁場中 磁場方向垂直于線圈平面 已知磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為b 2 0 2t t 定值電阻r1 6 線圈電阻r2 4 求 圖3 1 磁通量的變化率和回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢 0 04wb s4v 解析 答案 由法拉第電磁感應(yīng)定律可知回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢為 圖3 2 a b兩點(diǎn)間電壓大小 2 4v 解析 答案 等效電路如圖所示 a b兩點(diǎn)間電壓uab等于定值電阻r1兩端的電壓 則 圖3 3 2s內(nèi)通過r1的電荷量q 0 8c 解析 答案 2s內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量為 通過r1的電荷量為 路端電壓 電動(dòng)勢和某導(dǎo)體兩端的電壓三者的關(guān)系 1 某段導(dǎo)體作為外電路時(shí) 它兩端的電壓就是電流與其電阻的乘積 2 某段導(dǎo)體作為電源時(shí) 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(dòng)勢減去內(nèi)電壓 當(dāng)其內(nèi)阻不計(jì)時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢 3 某段導(dǎo)體作為電源且電路斷路時(shí) 導(dǎo)體兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢 四 電磁感應(yīng)中的力電綜合問題此類問題涉及電路知識 動(dòng)力學(xué)知識和能量觀點(diǎn) 綜合性很強(qiáng) 解決此類問題要注重以下三點(diǎn) 1 電路分析 1 找 電源 確定出由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源 求出電源的電動(dòng)勢e和內(nèi)阻r 2 電路結(jié)構(gòu)分析弄清串 并聯(lián)關(guān)系 求出相關(guān)部分的電流大小 為求安培力做好鋪墊 2 力和運(yùn)動(dòng)分析 1 受力分析 分析研究對象 常為金屬桿 導(dǎo)體線圈等 的受力情況 尤其注意安培力的方向 2 運(yùn)動(dòng)分析 根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 確定出運(yùn)動(dòng)模型 根據(jù)模型特點(diǎn) 找到解決途徑 3 功和能量分析 1 做功分析 找全力所做的功 弄清功的正 負(fù) 2 能量轉(zhuǎn)化分析 弄清哪些能量增加 哪些能量減小 根據(jù)功能關(guān)系 能量守恒定律列方程求解 例4如 2016 平湖市聯(lián)考 如圖4所示 mn pq為足夠長的平行金屬導(dǎo)軌 間距l(xiāng) 0 50m 導(dǎo)軌平面與水平面間夾角 37 n q間連接一個(gè)電阻r 5 0 勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上 磁感應(yīng)強(qiáng)度b 1 0t 將一根質(zhì)量為m 0 050kg的金屬棒放在導(dǎo)軌的ab位置 金屬棒及導(dǎo)軌的電阻不計(jì) 現(xiàn)由靜止釋放金屬棒 金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程始終與導(dǎo)軌垂直 且與導(dǎo)軌接觸良好 已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 50 當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí) 其速度大小開始保持不變 位置cd與ab之間的距離s 2 0m 已知g 10m s2 sin37 0 60cos37 0 80 求 圖4 1 金屬棒沿導(dǎo)軌開始下滑時(shí)的加速度大小 2 0m s2 解析 答案 設(shè)金屬棒開始下滑時(shí)的加速度大小為a 則mgsin mgcos ma解得a 2 0m s2 2 金屬棒到達(dá)cd處的速度大小 2 0m s 解析