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1、青島市高二物理大集備青島市高二物理大集備電磁感應(yīng)、交變電流電磁感應(yīng)、交變電流 第四章第四章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)1 1 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 2 2 探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件3 3 楞次定律楞次定律4 4 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律5 5 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用6 6 互感和自感互感和自感7 7 渦流渦流 電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) 第十六章電磁感應(yīng)第十六章電磁感應(yīng) 一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律 三、楞次定律三、楞次定律 四、欏次定律的應(yīng)用四、欏次定律的應(yīng)用 五、自感現(xiàn)象五、自感現(xiàn)象 六、日
2、光燈原理六、日光燈原理* *七、渦流七、渦流一、新舊教材內(nèi)容對(duì)比一、新舊教材內(nèi)容對(duì)比二、課程標(biāo)準(zhǔn)和原教學(xué)大綱的對(duì)比二、課程標(biāo)準(zhǔn)和原教學(xué)大綱的對(duì)比內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)1.1.收集資料,收集資料,了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,現(xiàn)過(guò)程,體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神2.2.通過(guò)實(shí)驗(yàn),理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條通過(guò)實(shí)驗(yàn),理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。件。舉列說(shuō)明電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)舉列說(shuō)明電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。中的應(yīng)用。3.3.通過(guò)探究,理解楞次定律。通過(guò)探究,理解楞次定律。理解法理解法拉第電磁感應(yīng)定律。拉第電磁感應(yīng)定律。4 4通過(guò)實(shí)驗(yàn),了解
3、自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn),了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。象。舉例說(shuō)明自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在舉例說(shuō)明自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用?;顒?dòng)建議活動(dòng)建議從因特網(wǎng)、科技書(shū)刊上查閱資料,了從因特網(wǎng)、科技書(shū)刊上查閱資料,了解電磁感應(yīng)在生活中和生產(chǎn)中的應(yīng)用,解電磁感應(yīng)在生活中和生產(chǎn)中的應(yīng)用,例如磁卡閱讀器、錄音機(jī)、錄像機(jī)的例如磁卡閱讀器、錄音機(jī)、錄像機(jī)的原理等。原理等。* * 自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象磁通量磁通量( (A) A) 法拉第電磁感應(yīng)定法拉第電磁感應(yīng)定律律( (A)A)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (B) (B) 右手定則右手定則( (B) B) 內(nèi)容和要求
4、內(nèi)容和要求 新教科書(shū)重視新教科書(shū)重視“過(guò)程過(guò)程”目標(biāo)的落實(shí),目標(biāo)的落實(shí),重視重視“情感情感”目標(biāo)的體現(xiàn),重視聯(lián)目標(biāo)的體現(xiàn),重視聯(lián)系學(xué)生生活、社會(huì)實(shí)踐和現(xiàn)代科技。系學(xué)生生活、社會(huì)實(shí)踐和現(xiàn)代科技。在新教科書(shū)的基礎(chǔ)上教師進(jìn)一步創(chuàng)在新教科書(shū)的基礎(chǔ)上教師進(jìn)一步創(chuàng)造,在課堂教學(xué)中體現(xiàn)新的課程理造,在課堂教學(xué)中體現(xiàn)新的課程理念,這是實(shí)施新課程要解決的最大念,這是實(shí)施新課程要解決的最大問(wèn)題。問(wèn)題。新課標(biāo)中重視實(shí)驗(yàn)、體現(xiàn)科學(xué)探究精神新課標(biāo)中重視實(shí)驗(yàn)、體現(xiàn)科學(xué)探究精神三、電磁感應(yīng)三、電磁感應(yīng)08年考綱要求年考綱要求主題主題內(nèi)容內(nèi)容要求要求電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象磁通量磁通量法拉第電磁感應(yīng)法拉第電磁
5、感應(yīng)定律定律楞次定律楞次定律自感、渦流自感、渦流1 1自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象刪除2. 2. 日光燈日光燈刪除3. 3. 自感自感 渦流渦流增加與以前考綱比較與以前考綱比較 本章以電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電路等知識(shí)為基礎(chǔ),本章以電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電路等知識(shí)為基礎(chǔ),綜合力與運(yùn)動(dòng)、能量等力學(xué)知識(shí),是高中綜合力與運(yùn)動(dòng)、能量等力學(xué)知識(shí),是高中物理綜合程度相當(dāng)高的章節(jié)。物理綜合程度相當(dāng)高的章節(jié)。 在高考中經(jīng)??疾楦袘?yīng)電流的產(chǎn)生條件、在高考中經(jīng)??疾楦袘?yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向判斷,感應(yīng)電流大小的計(jì)算等,能利方向判斷,感應(yīng)電流大小的計(jì)算等,能利用圖象處理相關(guān)的電磁感應(yīng)問(wèn)題或用圖象用圖象處理相關(guān)的電磁感應(yīng)問(wèn)題或用圖象表示電磁感應(yīng)現(xiàn)象中相
6、應(yīng)的物理量的變化表示電磁感應(yīng)現(xiàn)象中相應(yīng)的物理量的變化規(guī)律規(guī)律 ,在計(jì)算題中??疾殡姶鸥袘?yīng)和電路,在計(jì)算題中常考查電磁感應(yīng)和電路知識(shí)的綜合、電磁感應(yīng)和力的綜合、電磁知識(shí)的綜合、電磁感應(yīng)和力的綜合、電磁感應(yīng)和能量的綜合等。所以,基礎(chǔ)年級(jí)應(yīng)感應(yīng)和能量的綜合等。所以,基礎(chǔ)年級(jí)應(yīng)夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí),為培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí),為培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力打好基礎(chǔ)。打好基礎(chǔ)。(1)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小計(jì)算)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小計(jì)算法拉第電磁法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)定律(3)感應(yīng)電流的方向判斷方法)感應(yīng)電流的方向判斷方法楞次定律楞次定律。四、本章重點(diǎn)要解決的問(wèn)題是:四、
7、本章重點(diǎn)要解決的問(wèn)題是:難點(diǎn):難點(diǎn):楞次定律楞次定律五、每節(jié)的變化和教學(xué)建議五、每節(jié)的變化和教學(xué)建議第第1 1節(jié)節(jié) 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 這一節(jié)是新加的內(nèi)容,過(guò)去往往把這樣的教學(xué)內(nèi)容當(dāng)作閱讀材料這一節(jié)是新加的內(nèi)容,過(guò)去往往把這樣的教學(xué)內(nèi)容當(dāng)作閱讀材料處理,是對(duì)處理,是對(duì)過(guò)程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀過(guò)程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀的忽視。把電生磁、磁生的忽視。把電生磁、磁生電的過(guò)程展示給學(xué)生,一方面它能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引起學(xué)生電的過(guò)程展示給學(xué)生,一方面它能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引起學(xué)生的思考,進(jìn)一步體會(huì)物理學(xué)中的對(duì)稱思想和統(tǒng)一思想,另一方面象的思考,進(jìn)一步體會(huì)物理學(xué)中的對(duì)稱思想和統(tǒng)一思想,另一方面
8、象P2P2頁(yè)頁(yè)“機(jī)遇總是青睞那些有準(zhǔn)備的頭腦機(jī)遇總是青睞那些有準(zhǔn)備的頭腦”。P3P3頁(yè)頁(yè)“尋找尋找1010年之久的年之久的”磁磁生電生電”的效應(yīng)終于被發(fā)現(xiàn)了。的效應(yīng)終于被發(fā)現(xiàn)了。成功屬于堅(jiān)持不懈的有心人成功屬于堅(jiān)持不懈的有心人”!是對(duì)學(xué)是對(duì)學(xué)生情感態(tài)度價(jià)值觀很好的教育,把生情感態(tài)度價(jià)值觀很好的教育,把“科學(xué)足跡科學(xué)足跡”這個(gè)內(nèi)容融入進(jìn)去這個(gè)內(nèi)容融入進(jìn)去讓學(xué)生不但學(xué)會(huì)求知,還要注重品格修養(yǎng)。讓學(xué)生不但學(xué)會(huì)求知,還要注重品格修養(yǎng)。第第2 2節(jié)節(jié) 探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件這一節(jié)是后面這一節(jié)是后面探究電磁感應(yīng)定律和楞次定律探究電磁感應(yīng)定律和楞次定律的基礎(chǔ),的基礎(chǔ),要充分體現(xiàn)出探究學(xué)
9、習(xí)方式??衫名溡浞煮w現(xiàn)出探究學(xué)習(xí)方式??衫名溈孙L(fēng)、感應(yīng)手電筒、磁卡等等一切學(xué)生感興趣的克風(fēng)、感應(yīng)手電筒、磁卡等等一切學(xué)生感興趣的日常電磁感應(yīng)現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生求知欲。日常電磁感應(yīng)現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生求知欲。利用初中學(xué)生學(xué)過(guò)的閉合電路的一部分做切利用初中學(xué)生學(xué)過(guò)的閉合電路的一部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電流,引入電磁感應(yīng)割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電流,引入電磁感應(yīng)現(xiàn)象、感應(yīng)電流。如何利用磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流是現(xiàn)象、感應(yīng)電流。如何利用磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流是本節(jié)課要解決的問(wèn)題。本節(jié)課要解決的問(wèn)題。教師可引導(dǎo)學(xué)生,利用什么產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)教師可引導(dǎo)學(xué)生,利用什么產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)怎樣可變,要有電流,回路需怎樣,要檢驗(yàn)有無(wú)
10、怎樣可變,要有電流,回路需怎樣,要檢驗(yàn)有無(wú)電流可用什么儀器等等,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出書(shū)上的電流可用什么儀器等等,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出書(shū)上的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。給學(xué)生足夠給學(xué)生足夠的時(shí)間,讓的時(shí)間,讓他們自己操他們自己操作,總結(jié)。作,總結(jié)。利用實(shí)驗(yàn)給的儀器,怎樣可產(chǎn)生感應(yīng)利用實(shí)驗(yàn)給的儀器,怎樣可產(chǎn)生感應(yīng)電流?電流?閉合電路閉合電路磁通量變化磁通量變化磁通量怎樣就變化了磁通量怎樣就變化了啟發(fā)學(xué)啟發(fā)學(xué)生,再探究,再實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證生,再探究,再實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在操作中,不斷總結(jié),在總結(jié)在操作中,不斷總結(jié),在總結(jié)中,反思、驗(yàn)證,培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)中,反思、驗(yàn)證,培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)拓創(chuàng)新和探究能力。拓創(chuàng)新和探究能力。 “做一做做一做”搖繩
11、能發(fā)電嗎?搖繩能發(fā)電嗎?讓學(xué)生感知地磁場(chǎng)的存在,同時(shí)讓學(xué)生感知地磁場(chǎng)的存在,同時(shí)加強(qiáng)物理與生活的聯(lián)系,提高學(xué)加強(qiáng)物理與生活的聯(lián)系,提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。一定要指導(dǎo)生學(xué)習(xí)物理的興趣。一定要指導(dǎo)學(xué)生去做一做,引發(fā)他們進(jìn)一步學(xué)生去做一做,引發(fā)他們進(jìn)一步思考。思考。鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)1.如圖所示,開(kāi)始時(shí)矩形線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直,如圖所示,開(kāi)始時(shí)矩形線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直,且一半在磁場(chǎng)內(nèi),一半在磁場(chǎng)外,若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電且一半在磁場(chǎng)內(nèi),一半在磁場(chǎng)外,若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列做法中可行的是(流,下列做法中可行的是( )A、以、以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)B、以、以bd邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)的角
12、度小于邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60)C以以bd邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)90后,增大磁感強(qiáng)度后,增大磁感強(qiáng)度D、以、以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60)AD1我國(guó)已經(jīng)制定了登月計(jì)劃。假如宇航員登月后想探測(cè)我國(guó)已經(jīng)制定了登月計(jì)劃。假如宇航員登月后想探測(cè)一下月球表面是否有磁場(chǎng),他手邊有一只靈敏電流表和一一下月球表面是否有磁場(chǎng),他手邊有一只靈敏電流表和一個(gè)小線圈,則下列推斷正確的是個(gè)小線圈,則下列推斷正確的是A直接將電流表放于月球表面,看是否有示數(shù)來(lái)判斷磁直接將電流表放于月球表面,看是否有示數(shù)來(lái)判斷磁場(chǎng)的有無(wú)場(chǎng)的有無(wú)B將電流表與線圈組成回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),將電流表與線圈組
13、成回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),如電流表無(wú)示數(shù),則可判斷月球表面無(wú)磁場(chǎng)如電流表無(wú)示數(shù),則可判斷月球表面無(wú)磁場(chǎng)C將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),如電流表有示數(shù),則可判斷月球表面有磁場(chǎng)動(dòng),如電流表有示數(shù),則可判斷月球表面有磁場(chǎng)D將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈在某一平面內(nèi)將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈在某一平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng),如電流表無(wú)示數(shù),則可判斷月球表面無(wú)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng),如電流表無(wú)示數(shù),則可判斷月球表面無(wú)磁場(chǎng)磁場(chǎng)C3. (2005年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試(北京卷)年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試(北京卷)現(xiàn)將電池組、滑線
14、現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)如下圖連接,、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)如下圖連接,在開(kāi)關(guān)閉合、線圈在開(kāi)關(guān)閉合、線圈A放在線圈放在線圈B中的情況下,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他中的情況下,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑線變阻器的滑動(dòng)端將滑線變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針和右偏向左加速滑動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針和右偏轉(zhuǎn)。由此可以判斷轉(zhuǎn)。由此可以判斷BA.線圈線圈A向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端P向右加速滑動(dòng),都能向右加速滑動(dòng),都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)B.線圈線圈A中鐵芯和上拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān),都能引起電流計(jì)指針向中鐵芯和上拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)
15、,都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)右偏轉(zhuǎn)C.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速向左勻速向左或勻速向右滑動(dòng),都能使電流計(jì)指或勻速向右滑動(dòng),都能使電流計(jì)指針靜止在中央針靜止在中央D.因?yàn)榫€圈因?yàn)榫€圈A、線圈、線圈B的繞線方向的繞線方向未知,故無(wú)法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)未知,故無(wú)法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向的方向第第3 3節(jié)節(jié) 楞次定律楞次定律 楞次定律的教學(xué)要突出學(xué)生主動(dòng)探究,由于教材很詳細(xì)楞次定律的教學(xué)要突出學(xué)生主動(dòng)探究,由于教材很詳細(xì)可引導(dǎo)學(xué)生去探究,并嘗試用自己的語(yǔ)言來(lái)表述感應(yīng)電流可引導(dǎo)學(xué)生去探究,并嘗試用自己的語(yǔ)言來(lái)表述感應(yīng)電流方向的規(guī)律。方向的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程一定要學(xué)生認(rèn)真填寫(xiě)表格!實(shí)驗(yàn)操
16、作過(guò)程一定要學(xué)生認(rèn)真填寫(xiě)表格!培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)探究精神。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)探究精神。N極插入極插入N極抽出極抽出S極插入極插入S極抽出極抽出原磁場(chǎng)方原磁場(chǎng)方向向B原原磁通磁通感應(yīng)電流感應(yīng)電流的方向的方向I感應(yīng)電流感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方的磁場(chǎng)方向向B感感B原原B感感關(guān)關(guān)系系凡是由磁通量的凡是由磁通量的增加增加引起的感應(yīng)電流,引起的感應(yīng)電流,它所激發(fā)的磁場(chǎng)一定它所激發(fā)的磁場(chǎng)一定阻礙阻礙原來(lái)磁通量的原來(lái)磁通量的增加增加;凡是由磁通量的;凡是由磁通量的減少減少引起的感應(yīng)引起的感應(yīng)電流,它所激發(fā)的磁場(chǎng)一定電流,它所激發(fā)的磁場(chǎng)一定阻礙阻礙原來(lái)磁原來(lái)磁通量的通量的減少減少引導(dǎo)學(xué)生表述引導(dǎo)學(xué)生表述進(jìn)一步總
17、結(jié)出楞次定律進(jìn)一步總結(jié)出楞次定律楞次定律:感應(yīng)電流具有這樣的楞次定律:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻總要阻礙礙引起感應(yīng)電流的引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。磁通量的變化。增反減同增反減同感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和引起磁通量變化感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和引起磁通量變化的原磁場(chǎng)的關(guān)系的原磁場(chǎng)的關(guān)系本章的教學(xué)重點(diǎn),難點(diǎn),高中物理的本章的教學(xué)重點(diǎn),難點(diǎn),高中物理的難點(diǎn),只有學(xué)生真正理解,才能靈活難點(diǎn),只有學(xué)生真正理解,才能靈活應(yīng)用。應(yīng)用??梢龑?dǎo)學(xué)生總結(jié)判斷步驟,分步進(jìn)行可引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)判斷步驟,分步進(jìn)行(1)(1)明確明確原磁場(chǎng)原磁場(chǎng)的方向的方向(2)(2)明確穿過(guò)閉合回路的磁通量是明確穿
18、過(guò)閉合回路的磁通量是增增加還是加還是減減少少(3)(3)根據(jù)楞次定律(增反減同),判根據(jù)楞次定律(增反減同),判定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向(4)利用安培定則判定感應(yīng)電流的方利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向向 增加B原原B感感減小B原原B感感【例】如圖所示,平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線【例】如圖所示,平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線P P、QQ中中通過(guò)同方向、同強(qiáng)度的電流,矩形導(dǎo)線框通過(guò)同方向、同強(qiáng)度的電流,矩形導(dǎo)線框abcdabcd與與P P、Q Q處在同一平面中,從圖示中處在同一平面中,從圖示中的位置的位置I I向右勻速運(yùn)動(dòng)到位置向右勻速運(yùn)動(dòng)到位置,關(guān)于在這,關(guān)于在這一過(guò)程中線框中的電流方向,正確的結(jié)論一過(guò)程中
19、線框中的電流方向,正確的結(jié)論是(是( ) A A沿沿abcdaabcda方向不變方向不變 B B沿沿adcbaadcba方向不變方向不變 C C由沿由沿abcdaabcda方向變?yōu)檠胤较蜃優(yōu)檠豠dcbaadcba方向方向 DD由沿由沿adcbaadcba方向變?yōu)檠胤较蜃優(yōu)檠豠bcdaabcda方向方向【例】一平面線圈用細(xì)桿懸于【例】一平面線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn),開(kāi)始時(shí)細(xì)桿處于水平點(diǎn),開(kāi)始時(shí)細(xì)桿處于水平位置,釋放后讓它在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),已知線位置,釋放后讓它在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),已知線圈平面始終與紙面垂直,當(dāng)線圈第一次通過(guò)位置圈平面始終與紙面垂直,當(dāng)線圈第一次通過(guò)位置和位置和位置時(shí),
20、順著磁場(chǎng)的方向看去,線圈中的感應(yīng)電流的方向分時(shí),順著磁場(chǎng)的方向看去,線圈中的感應(yīng)電流的方向分別為別為 位置位置 位置位置A逆時(shí)針?lè)较蚰鏁r(shí)針?lè)较?逆時(shí)針?lè)较蚰鏁r(shí)針?lè)较駼逆時(shí)針?lè)较蚰鏁r(shí)針?lè)较?順時(shí)針?lè)较蝽槙r(shí)針?lè)较駽順時(shí)針?lè)较蝽槙r(shí)針?lè)较?順時(shí)針?lè)较蝽槙r(shí)針?lè)较駾順時(shí)針?lè)较蝽槙r(shí)針?lè)较?逆時(shí)針?lè)较蚰鏁r(shí)針?lè)较蜻M(jìn)一步正確理解楞次定律:進(jìn)一步正確理解楞次定律:“阻礙阻礙”不是阻止不是阻止,阻礙磁通量變化指:磁,阻礙磁通量變化指:磁通量增加時(shí),阻礙增加通量增加時(shí),阻礙增加(感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向相反,起抵消作磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向相反,起抵消作用用)(實(shí)際上磁通量還是增加);磁(實(shí)際上磁通量還是增加);磁
21、通量減少時(shí),阻礙減少通量減少時(shí),阻礙減少(感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向一致,起補(bǔ)償作磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向一致,起補(bǔ)償作用用)(實(shí)際上磁通量還是減?。?。(實(shí)際上磁通量還是減小)。 練習(xí)練習(xí):如圖所示,如圖所示,ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線框,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片矩形導(dǎo)線框,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P自左向右滑動(dòng)時(shí),從紙自左向右滑動(dòng)時(shí),從紙外向紙內(nèi)看,線框外向紙內(nèi)看,線框ab將(將( )A保持靜止不動(dòng)保持靜止不動(dòng)B逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),但電源極性不明,發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),但電源極性不明, 無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向 NS
22、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙導(dǎo)體間的導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)拒去留來(lái)拒去留遵循能量守恒定律遵循能量守恒定律感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體的作用如何體的作用如何【例】如圖所示,固定在水平面內(nèi)的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌【例】如圖所示,固定在水平面內(nèi)的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌M、N,兩根導(dǎo)體棒中,兩根導(dǎo)體棒中P、Q平行放于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,平行放于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)(當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)( )AP、Q將互相靠攏將互相靠攏 BP、Q將互相遠(yuǎn)離將互相遠(yuǎn)離C磁鐵的加速度仍為磁鐵的加速度仍為g D磁鐵的加速度小于磁鐵的加速度小于g感應(yīng)電流的磁
23、場(chǎng)使線圈面積有感應(yīng)電流的磁場(chǎng)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì);擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì);( (增縮減擴(kuò)增縮減擴(kuò)) )進(jìn)一步理解進(jìn)一步理解楞次定律中楞次定律中“阻礙阻礙”的含的含義還可以推廣為,義還可以推廣為,感應(yīng)電流的效果總感應(yīng)電流的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因是要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。右手定則右手定則應(yīng)用時(shí)要特別注意應(yīng)用時(shí)要特別注意四指指向是電源內(nèi)部電流的方向四指指向是電源內(nèi)部電流的方向因因而也是電而也是電勢(shì)升高勢(shì)升高的方向。的方向。伸開(kāi)右手,讓大拇指跟其余四指伸開(kāi)右手,讓大拇指跟其余四指垂直垂直,并與手掌在同一平面內(nèi),讓磁,并與手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線垂直感線垂直(或斜著或斜著)穿過(guò)掌心,穿過(guò)
24、掌心,大拇指大拇指指向?qū)w指向?qū)w運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的方向,其余的方向,其余四指四指所指所指的方向就是的方向就是感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的方向.閉合回路的一部分導(dǎo)體做閉合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流的方向判定生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流的方向判定楞次定律楞次定律第第4 4節(jié)節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 這一節(jié)是本章的重點(diǎn),可根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)定這一節(jié)是本章的重點(diǎn),可根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)定性得出,向線圈中插入磁鐵時(shí),插入的越性得出,向線圈中插入磁鐵時(shí),插入的越快,磁場(chǎng)越強(qiáng),感應(yīng)電流越大。直接指出快,磁場(chǎng)越強(qiáng),感應(yīng)電流越大。直接指出法拉第等多人工作的結(jié)果,電動(dòng)勢(shì)
25、跟穿過(guò)法拉第等多人工作的結(jié)果,電動(dòng)勢(shì)跟穿過(guò)回路的磁通變化率成正比?;芈返拇磐ㄗ兓食烧?。學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)規(guī)律前:學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)規(guī)律前:須正確理解須正確理解“磁通量磁通量” 1.磁通量磁通量=BS,單位:?jiǎn)挝唬?Wb=1Tm2=1Vs 2.磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù),有抵消問(wèn)題。磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù),有抵消問(wèn)題。 3.磁通量的變化量:磁通量的變化量: =BS= S B =B2 S2 B1 S1 4.磁通量的變化率:磁通量的變化率:tSBStBt(S有磁場(chǎng)穿過(guò)有磁場(chǎng)穿過(guò)的垂直磁場(chǎng)的有的垂直磁場(chǎng)的有效面積)效面積) 1.法拉第電磁感應(yīng)定律:法拉第電磁感應(yīng)定律:電路中感應(yīng)電電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小
26、,跟穿過(guò)這一電路的動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)這一電路的磁通量磁通量的變化率的變化率成正比。成正比。tnE注意注意平均電動(dòng)勢(shì)、瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)平均電動(dòng)勢(shì)、瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法的計(jì)算方法感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小2.公式公式sEnBtBEnSt3.B不變:不變:S不變:不變: 例例.如圖所示,將一條形磁鐵插入某一閉合線圈,第一次用如圖所示,將一條形磁鐵插入某一閉合線圈,第一次用0.05s,第二次用,第二次用0.1s,設(shè)插入方式相同,試求:,設(shè)插入方式相同,試求:(1)兩次線圈中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比??jī)纱尉€圈中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比?(2)兩次線圈之中平均電流之比??jī)纱尉€圈之中平均電流之比?例例.A、B兩閉合線圈為同
27、樣導(dǎo)線繞兩閉合線圈為同樣導(dǎo)線繞成且均為成且均為10匝,半徑匝,半徑rA=2rB ,內(nèi)有,內(nèi)有如圖所示的有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示的有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),若磁場(chǎng)均勻減小,則若磁場(chǎng)均勻減小,則A、B環(huán)中的環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比A B= ,產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比 IA IB 。例例.漆包線是在粗細(xì)均勻的細(xì)銅絲表面浸絕漆包線是在粗細(xì)均勻的細(xì)銅絲表面浸絕緣漆制成的導(dǎo)線。取一段漆包線繞制成一個(gè)緣漆制成的導(dǎo)線。取一段漆包線繞制成一個(gè)n匝半徑為匝半徑為R的平面線圈,并將線圈的兩端的平面線圈,并將線圈的兩端連在一起成閉合線圈,將這個(gè)線圈放在勻強(qiáng)連在一起成閉合線圈,將這個(gè)線圈放在勻強(qiáng)
28、磁場(chǎng)中,線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,如圖所磁場(chǎng)中,線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,如圖所示。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化,這示。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化,這時(shí)線圈中的電流設(shè)為時(shí)線圈中的電流設(shè)為I。為了使線圈中的電。為了使線圈中的電流減半,下列措施可行的是流減半,下列措施可行的是A.使線圈繞其直徑從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)使線圈繞其直徑從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30角角B.線圈繞其直徑從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)線圈繞其直徑從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60角角C.保持導(dǎo)線長(zhǎng)度不變,將線圈改繞成半徑為保持導(dǎo)線長(zhǎng)度不變,將線圈改繞成半徑為2R的線圈的線圈D.保持導(dǎo)線長(zhǎng)度不變,將線圈改繞成半徑為保持導(dǎo)線長(zhǎng)度不變,將線圈改繞成半徑為R2的線圈的線圈說(shuō)明:說(shuō)明
29、:上述推導(dǎo)需條件:磁感應(yīng)強(qiáng)度上述推導(dǎo)需條件:磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)、導(dǎo)線切割速度線切割速度v與長(zhǎng)度與長(zhǎng)度L三者互相垂直,三者互相垂直,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律4.導(dǎo)體切割磁感線導(dǎo)體切割磁感線例例.如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌間距為如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌間距為d d,一端跨接電阻為,一端跨接電阻為R R,勻,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B,方向垂直平行導(dǎo)軌平面,一根長(zhǎng)金屬,方向垂直平行導(dǎo)軌平面,一根長(zhǎng)金屬棒與導(dǎo)軌成棒與導(dǎo)軌成 角放置,棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì),當(dāng)棒沿垂直棒的角放置,棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì),當(dāng)棒沿垂直棒的方向以恒定速度方向以恒定速度v v在導(dǎo)軌上滑行時(shí),通過(guò)電阻的電流是
30、(在導(dǎo)軌上滑行時(shí),通過(guò)電阻的電流是( )A ABdv/Bdv/(RsinRsin )B BBdvBdv/R /R C CBdvsinBdvsin/R /R DDBdvcosBdvcos/R/R例例.如圖所示,有一夾角為如圖所示,有一夾角為的金屬角架,的金屬角架,角架所圍區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的角架所圍區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為磁感強(qiáng)度為B,方向與角架所在平面垂直,方向與角架所在平面垂直,一段直導(dǎo)線一段直導(dǎo)線ab垂直垂直ce,從頂角,從頂角c貼著角架以貼著角架以速度速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),求:向右勻速運(yùn)動(dòng),求:(1)t時(shí)刻角架的時(shí)刻角架的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);(2)t時(shí)間內(nèi)
31、角架的平均感時(shí)間內(nèi)角架的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):sinBLvE V平均,平均,E平均平均V瞬時(shí),瞬時(shí),E瞬時(shí)瞬時(shí)不做重點(diǎn)要求不做重點(diǎn)要求例例6.如圖所示如圖所示,豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,將將一水平放置的金屬棒一水平放置的金屬棒ab以水平速度以水平速度vo拋拋出出,設(shè)整個(gè)過(guò)程中設(shè)整個(gè)過(guò)程中,棒的取向不變棒的取向不變,且不計(jì)空且不計(jì)空氣阻力氣阻力,則金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)則金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小變化情況應(yīng)是電動(dòng)勢(shì)的大小變化情況應(yīng)是A.越來(lái)越大越來(lái)越大B.越來(lái)越小越來(lái)越小C.保持不變保持不變D.無(wú)
32、法判斷無(wú)法判斷voabC5.導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)轉(zhuǎn)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)切割動(dòng)切割P16頁(yè)頁(yè)“思考和討論思考和討論”中通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)引出中通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)引出了了反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì)的概念,同時(shí)又涉及到了的概念,同時(shí)又涉及到了非純電非純電阻用電器阻用電器這樣一個(gè)實(shí)際問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生理論這樣一個(gè)實(shí)際問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際解決實(shí)際問(wèn)題。聯(lián)系實(shí)際解決實(shí)際問(wèn)題?!罢f(shuō)一說(shuō)說(shuō)一說(shuō)”觀察電觀察電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中電流的變化動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中電流的變化”可讓學(xué)生在課可讓學(xué)生在課下去探討,同學(xué)之間交流,并嘗試解決。便下去探討,同學(xué)之間交流,并嘗試解決。便于學(xué)生對(duì)電功、電熱的概念又進(jìn)一步的理解。于學(xué)生對(duì)電功、電熱的概念又進(jìn)一步的理解。第第
33、5 5節(jié)節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 本節(jié)內(nèi)容與舊教材不同之處是根據(jù)磁通量變化的原因不同本節(jié)內(nèi)容與舊教材不同之處是根據(jù)磁通量變化的原因不同將原來(lái)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。教學(xué)時(shí)將原來(lái)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。教學(xué)時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生利用類比的方法得出感生電動(dòng)勢(shì)。對(duì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)要引導(dǎo)學(xué)生利用類比的方法得出感生電動(dòng)勢(shì)。對(duì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)教學(xué)中要充分發(fā)揮教學(xué)中要充分發(fā)揮“思考與討論思考與討論”的作用,引導(dǎo)學(xué)生層層深入的作用,引導(dǎo)學(xué)生層層深入并結(jié)合洛侖茲力推導(dǎo)出動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式。引導(dǎo)學(xué)生并結(jié)合洛侖茲力推導(dǎo)出動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式。引導(dǎo)學(xué)生從能量轉(zhuǎn)化的角度分析問(wèn)題,解決問(wèn)題。從能量
34、轉(zhuǎn)化的角度分析問(wèn)題,解決問(wèn)題。第第6 6節(jié)節(jié) 互感和自感互感和自感 這一節(jié)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象在技術(shù)中的應(yīng)用。教學(xué)中可讓學(xué)生這一節(jié)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象在技術(shù)中的應(yīng)用。教學(xué)中可讓學(xué)生列舉生活中利用互感的實(shí)例。對(duì)自感現(xiàn)象一定要做好演示實(shí)驗(yàn)列舉生活中利用互感的實(shí)例。對(duì)自感現(xiàn)象一定要做好演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生形成感性認(rèn)識(shí),然后引導(dǎo)學(xué)生分析引出自感現(xiàn)象和自感電讓學(xué)生形成感性認(rèn)識(shí),然后引導(dǎo)學(xué)生分析引出自感現(xiàn)象和自感電動(dòng)勢(shì),有條件的學(xué)校還可用電流傳感器來(lái)演示,教學(xué)還要密切聯(lián)動(dòng)勢(shì),有條件的學(xué)校還可用電流傳感器來(lái)演示,教學(xué)還要密切聯(lián)聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際。聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際。斷電自感,可讓多名學(xué)生手拉手,接在線斷電自感,可讓多名學(xué)生手
35、拉手,接在線圈兩端,來(lái)感受電擊感,從而得到震撼!圈兩端,來(lái)感受電擊感,從而得到震撼!“互感和自感互感和自感”一節(jié)后面的一節(jié)后面的“問(wèn)題與練習(xí)問(wèn)題與練習(xí)”介紹了一個(gè)現(xiàn)象:用歐介紹了一個(gè)現(xiàn)象:用歐姆表測(cè)量變壓器線圈后,表筆離開(kāi)線圈兩端時(shí)線圈會(huì)使人產(chǎn)生電姆表測(cè)量變壓器線圈后,表筆離開(kāi)線圈兩端時(shí)線圈會(huì)使人產(chǎn)生電擊的感覺(jué),可讓學(xué)生認(rèn)真分析,其機(jī)理與線圈斷電時(shí)能使小燈泡擊的感覺(jué),可讓學(xué)生認(rèn)真分析,其機(jī)理與線圈斷電時(shí)能使小燈泡閃亮的機(jī)理相同。當(dāng)線圈電阻較小、自感系數(shù)較大時(shí)現(xiàn)象比較明閃亮的機(jī)理相同。當(dāng)線圈電阻較小、自感系數(shù)較大時(shí)現(xiàn)象比較明顯。顯。 1.自感現(xiàn)象是指自感現(xiàn)象是指導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化導(dǎo)體本身電流發(fā)
36、生變化而產(chǎn)生的電磁而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,自感電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中的電流的變化率成感應(yīng)現(xiàn)象,自感電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中的電流的變化率成正比正比. 公式:公式:E=LE=LI/I/t t 2.自感電動(dòng)勢(shì)的方向:自感電動(dòng)勢(shì)總是自感電動(dòng)勢(shì)的方向:自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原阻礙導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化來(lái)電流的變化(同樣遵循楞次定律同樣遵循楞次定律).當(dāng)原來(lái)電流在增大時(shí),當(dāng)原來(lái)電流在增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原來(lái)電流方向相反,當(dāng)原來(lái)電流在減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原來(lái)電流方向相反,當(dāng)原來(lái)電流在減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原來(lái)電流方向相同,另外,自感電動(dòng)勢(shì)與原來(lái)電流方向相同,另外,“阻礙阻礙”并非并非“阻止阻止”,電流還是在變化的,
37、電流還是在變化的.3.自感系數(shù)自感系數(shù) (1)自感系數(shù)是描述導(dǎo)體(注意:不只是線圈)通過(guò)自感系數(shù)是描述導(dǎo)體(注意:不只是線圈)通過(guò)本身的電流變化所引起阻礙作用力大小的一個(gè)物理量。本身的電流變化所引起阻礙作用力大小的一個(gè)物理量。其數(shù)值與導(dǎo)體中是否有電流,電流的大小,電流是否發(fā)其數(shù)值與導(dǎo)體中是否有電流,電流的大小,電流是否發(fā)生變化均沒(méi)有關(guān)系。生變化均沒(méi)有關(guān)系。 (2) (2)線圈的自感系數(shù)跟線圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)、有無(wú)鐵線圈的自感系數(shù)跟線圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)、有無(wú)鐵芯等因素有關(guān)。芯等因素有關(guān)。(3)(3)自感系數(shù)的單位是亨利,簡(jiǎn)稱亨,符號(hào)是自感系數(shù)的單位是亨利,簡(jiǎn)稱亨,符號(hào)是HH。4.自感線圈在電
38、路中的作用:自感線圈在電路中的作用: 即通過(guò)自感線圈中的電流不能突變,由于自感線圈對(duì)電即通過(guò)自感線圈中的電流不能突變,由于自感線圈對(duì)電流變化的延遲作用,電流從一個(gè)值變到另一個(gè)值總需要時(shí)間:流變化的延遲作用,電流從一個(gè)值變到另一個(gè)值總需要時(shí)間:剛閉合電路時(shí),線圈這一支路相當(dāng)于開(kāi)路即此時(shí)剛閉合電路時(shí),線圈這一支路相當(dāng)于開(kāi)路即此時(shí)I=0I=0;電路閉合一段時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定后,線圈相當(dāng)于導(dǎo)線或電阻;電路閉合一段時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定后,線圈相當(dāng)于導(dǎo)線或電阻;電路剛斷開(kāi)時(shí),線圈相當(dāng)于一個(gè)電源,該電源會(huì)重新建立電路剛斷開(kāi)時(shí),線圈相當(dāng)于一個(gè)電源,該電源會(huì)重新建立一個(gè)回路,但線圈的電流的方向與穩(wěn)定工作時(shí)保持一致一個(gè)回路,但
39、線圈的電流的方向與穩(wěn)定工作時(shí)保持一致. .【例】如圖所示的電路中,【例】如圖所示的電路中,A1和和A2是完全相同的燈泡,線圈是完全相同的燈泡,線圈L的電阻可以忽略不計(jì),下列說(shuō)法中正確的是(的電阻可以忽略不計(jì),下列說(shuō)法中正確的是( )A合上開(kāi)關(guān)合上開(kāi)關(guān)S接通電路時(shí),接通電路時(shí),A2先亮先亮A1后亮,最后一樣亮后亮,最后一樣亮B合上開(kāi)關(guān)合上開(kāi)關(guān)S接通電路時(shí),接通電路時(shí),A1和和A2始終一樣亮始終一樣亮C斷開(kāi)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S切斷電路時(shí),切斷電路時(shí),A2立即熄滅,立即熄滅,A1過(guò)一會(huì)熄滅過(guò)一會(huì)熄滅D斷開(kāi)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S切斷電路時(shí),切斷電路時(shí),A1和和A2都要過(guò)一會(huì)才熄滅都要過(guò)一會(huì)才熄滅練習(xí):如圖所示,電感
40、線圈的電阻和電池內(nèi)阻均可忽略不計(jì),練習(xí):如圖所示,電感線圈的電阻和電池內(nèi)阻均可忽略不計(jì),兩個(gè)電阻的阻值都是兩個(gè)電阻的阻值都是R,電鍵,電鍵K原來(lái)打開(kāi)著,電流為原來(lái)打開(kāi)著,電流為I0,今合,今合上電鍵將一電阻短路,于是線圈中有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,此時(shí)上電鍵將一電阻短路,于是線圈中有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)(自感電動(dòng)勢(shì)( )A有阻礙電流的作用,最后電流由有阻礙電流的作用,最后電流由I0減小到零減小到零B有阻礙電流的作用,最后電流總小于有阻礙電流的作用,最后電流總小于I0C有阻礙電流增大的作用,因而電流有阻礙電流增大的作用,因而電流I0保持不變保持不變D有阻礙電流增大的作用,因而電流最后還是增大到
41、有阻礙電流增大的作用,因而電流最后還是增大到2I0第第7 7節(jié)節(jié) 渦流渦流 電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) 渦流是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,在實(shí)際生活中有許多應(yīng)用渦流是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,在實(shí)際生活中有許多應(yīng)用渦流有熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、磁效應(yīng)等。教學(xué)中,一定要通過(guò)演示渦流有熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、磁效應(yīng)等。教學(xué)中,一定要通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),結(jié)合實(shí)驗(yàn),結(jié)合“思考與討論思考與討論”“”“做一做做一做”引導(dǎo)學(xué)生弄清渦流的應(yīng)用和有引導(dǎo)學(xué)生弄清渦流的應(yīng)用和有害的影響。害的影響。電磁爐、安檢門(mén)、變壓器等與學(xué)生的生活聯(lián)電磁爐、安檢門(mén)、變壓器等與學(xué)生的生活聯(lián)系密切,可讓學(xué)生根據(jù)自己所了解的實(shí)際生系密切,可讓學(xué)生根據(jù)
42、自己所了解的實(shí)際生活中的例子進(jìn)一步探討渦流問(wèn)題?;钪械睦舆M(jìn)一步探討渦流問(wèn)題。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),觀察電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象,通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),觀察電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象,再加以理論分析,進(jìn)一步理解楞次定律,阻礙再加以理論分析,進(jìn)一步理解楞次定律,阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。相對(duì)運(yùn)動(dòng)。例例. . 如圖所示,蹄形磁鐵的如圖所示,蹄形磁鐵的N N、S S極之間放置一極之間放置一個(gè)線圈個(gè)線圈abcdabcd,磁鐵和線圈都可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng),若,磁鐵和線圈都可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng),若磁鐵按圖示方向繞磁鐵按圖示方向繞OOOO軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的運(yùn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的運(yùn)動(dòng)情況是:(情況是:( )A. A. 俯視,線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同俯視,線圈順
43、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B. B. 俯視,線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相俯視,線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同同C. C. 線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但開(kāi)始時(shí)轉(zhuǎn)速線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但開(kāi)始時(shí)轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速,以后會(huì)與磁鐵轉(zhuǎn)速一致小于磁鐵的轉(zhuǎn)速,以后會(huì)與磁鐵轉(zhuǎn)速一致D. D. 線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但轉(zhuǎn)速總小于線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但轉(zhuǎn)速總小于磁鐵的轉(zhuǎn)速磁鐵的轉(zhuǎn)速六、電磁感應(yīng)中幾個(gè)重要問(wèn)題:六、電磁感應(yīng)中幾個(gè)重要問(wèn)題:1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小3.感因電流的方向判斷感因電流的方向判斷4.感應(yīng)電量的計(jì)算感應(yīng)電量的計(jì)算5.電磁感應(yīng)和電路的綜合應(yīng)用
44、電磁感應(yīng)和電路的綜合應(yīng)用6.電磁感應(yīng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題電磁感應(yīng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題7.電磁感應(yīng)的能量問(wèn)題電磁感應(yīng)的能量問(wèn)題8.電磁感應(yīng)的圖像問(wèn)題電磁感應(yīng)的圖像問(wèn)題(一)感應(yīng)電量的計(jì)算(一)感應(yīng)電量的計(jì)算 設(shè)在時(shí)間設(shè)在時(shí)間 t t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線截面的電量為內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線截面的電量為q q,則根據(jù)電流定,則根據(jù)電流定義式義式 及法拉第電磁感應(yīng)定律及法拉第電磁感應(yīng)定律 E=n E=n /t t ,得:,得:Iqt/ RnttRntREtIq如果閉合電路是一個(gè)單匝線圈(如果閉合電路是一個(gè)單匝線圈(n=1n=1),則:),則:qR 上式中上式中n為線圈的匝數(shù),為線圈的匝數(shù), 為磁通量的變化量,為磁通量的變化量,R為閉為閉合電
45、路的總電阻。合電路的總電阻。注意:與發(fā)生磁通量變化的時(shí)間無(wú)關(guān)。注意:與發(fā)生磁通量變化的時(shí)間無(wú)關(guān)。 例例.有一面積為有一面積為S100cm2的金屬環(huán),電的金屬環(huán),電阻為阻為R0.1,環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖,環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖所示,磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里,則在所示,磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里,則在t2t1時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬環(huán)某一截面的電荷時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬環(huán)某一截面的電荷量為量為_(kāi)C例例.物理實(shí)驗(yàn)中,常用一種叫做物理實(shí)驗(yàn)中,常用一種叫做“沖擊電流計(jì)沖擊電流計(jì)”的儀器測(cè)定通過(guò)的儀器測(cè)定通過(guò)電路的電量如圖所示,探測(cè)線圈與沖擊電流計(jì)串聯(lián)后可用來(lái)電路的電量如圖所示,探測(cè)線圈與沖擊電流計(jì)串聯(lián)后可用來(lái)測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度已知
46、線圈的匝數(shù)為測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度已知線圈的匝數(shù)為n,面積為,面積為s,線圈,線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R若將線圈放在被測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)若將線圈放在被測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,開(kāi)始線圈平面與磁場(chǎng)垂直,現(xiàn)把探測(cè)圈翻轉(zhuǎn)中,開(kāi)始線圈平面與磁場(chǎng)垂直,現(xiàn)把探測(cè)圈翻轉(zhuǎn)180,沖擊電,沖擊電流計(jì)測(cè)出通過(guò)線圈的電量為流計(jì)測(cè)出通過(guò)線圈的電量為q,由上述數(shù)據(jù)可測(cè)出被測(cè)磁場(chǎng)的磁,由上述數(shù)據(jù)可測(cè)出被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為(感應(yīng)強(qiáng)度為( )AqR/SBqR/ns CqR/2nSDqR/2S例例. (2006全國(guó)理綜卷全國(guó)理綜卷)如圖,在)如圖,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中固定放置一根串接一電勻強(qiáng)磁場(chǎng)中固定放置一根串接一電阻
47、阻R的直角形金屬導(dǎo)軌的直角形金屬導(dǎo)軌aob(在紙面(在紙面內(nèi)),磁場(chǎng)方向垂直紙面朝里,另內(nèi)),磁場(chǎng)方向垂直紙面朝里,另有兩根金屬導(dǎo)軌有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于分別平行于oa、ob放置。保持導(dǎo)軌之間接觸良好,放置。保持導(dǎo)軌之間接觸良好,金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)?,F(xiàn)經(jīng)歷以下金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)?,F(xiàn)經(jīng)歷以下四個(gè)過(guò)程:四個(gè)過(guò)程:以速率以速率v移動(dòng)移動(dòng)d,使它,使它與與ob的距離增大一倍;的距離增大一倍;再以速率再以速率v移動(dòng)移動(dòng)c,使它與,使它與oa的距離減小一半;的距離減小一半;然后,再以速率然后,再以速率2v移動(dòng)移動(dòng)c,使它回,使它回到原處;到原處;最后以速率最后以速率2v移動(dòng)移動(dòng)d,使,使它也回到原
48、處。設(shè)上述四個(gè)過(guò)程中它也回到原處。設(shè)上述四個(gè)過(guò)程中通過(guò)電阻通過(guò)電阻R的電量的大小依次為的電量的大小依次為Q1、Q2、Q3和和Q4,則(,則( )AQ1=Q2=Q3=Q4 BQ1=Q2=2Q3=2Q4 C2Q1=2Q2=Q3=Q4 DQ1Q2=Q3Q4 1 1、確定電源、確定電源: :產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分電路產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分電路就相當(dāng)于電源,利用就相當(dāng)于電源,利用法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律確定其電動(dòng)確定其電動(dòng)勢(shì)的大小,利用勢(shì)的大小,利用楞次定律楞次定律確定其正負(fù)極確定其正負(fù)極. . 2 2、分析電路結(jié)構(gòu)、分析電路結(jié)構(gòu), ,畫(huà)等效電路圖畫(huà)等效電路圖. .3 3
49、、利用電路規(guī)律求解、利用電路規(guī)律求解, ,主要有歐姆定律,串并聯(lián)規(guī)律等主要有歐姆定律,串并聯(lián)規(guī)律等. .注意:路端電壓、內(nèi)壓注意:路端電壓、內(nèi)壓例例. .用同樣材料和規(guī)格的導(dǎo)線做成的圓環(huán)用同樣材料和規(guī)格的導(dǎo)線做成的圓環(huán)a a和和b,b,它們的半徑之比它們的半徑之比r ra a:r :rb b2:1,2:1,連接兩圓環(huán)部分連接兩圓環(huán)部分的兩根直導(dǎo)線的電阻不計(jì)且靠的很近的兩根直導(dǎo)線的電阻不計(jì)且靠的很近, ,均勻變均勻變化的磁場(chǎng)具有理想的邊界(邊界寬于圓環(huán)直化的磁場(chǎng)具有理想的邊界(邊界寬于圓環(huán)直徑)如圖所示徑)如圖所示, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度以恒定的變化率變磁感應(yīng)強(qiáng)度以恒定的變化率變化化. .那么當(dāng)那么當(dāng)a
50、 a環(huán)置于磁場(chǎng)中與環(huán)置于磁場(chǎng)中與b b環(huán)置于磁場(chǎng)中環(huán)置于磁場(chǎng)中兩種情況下兩種情況下, ,直導(dǎo)線中上下直導(dǎo)線中上下A A、B B兩點(diǎn)電勢(shì)差兩點(diǎn)電勢(shì)差之比之比U U1 1 / U / U2 2為為 . . B BA AB BA A例例.如圖所示,水平面上平行放置的光滑金屬導(dǎo)如圖所示,水平面上平行放置的光滑金屬導(dǎo)軌相距軌相距L=0.2m,導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度,導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T、方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中導(dǎo)軌左端接方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中導(dǎo)軌左端接阻值為阻值為R1.5的電阻,導(dǎo)軌電阻可忽略今把的電阻,導(dǎo)軌電阻可忽略今把電阻為電阻為r0.5的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒ab放在導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)放在
51、導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直,接觸良好若導(dǎo)體棒以軌垂直,接觸良好若導(dǎo)體棒以=10ms的速的速度勻速向右運(yùn)動(dòng),求:度勻速向右運(yùn)動(dòng),求:(1)導(dǎo)體棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小及通過(guò)導(dǎo)體棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小及通過(guò)ab棒的電棒的電流方向流方向(2)導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)差導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)差(3)維持導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng),維持導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng),所施加的向右的水平外力的大小所施加的向右的水平外力的大小1v0.5A由由a到到b0.75V0.05N例例. .半徑為半徑為a a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為B=0.2TB=0.2T,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,半徑為磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,半徑為b b的金屬
52、圓環(huán)與磁場(chǎng)同心地的金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)同心地放置,磁場(chǎng)與環(huán)面垂直,其中放置,磁場(chǎng)與環(huán)面垂直,其中a=0.4ma=0.4m,b=0.6mb=0.6m,金屬環(huán),金屬環(huán)上分別接有燈上分別接有燈L L1 1、L L2 2,兩燈的電阻均為,兩燈的電阻均為R =2R =2,一金屬棒,一金屬棒MNMN與金屬環(huán)接觸良好,棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì)與金屬環(huán)接觸良好,棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì) (1 1)若棒以)若棒以v v0 0=5m/s=5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng),求棒滑的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng),求棒滑過(guò)圓環(huán)直徑過(guò)圓環(huán)直徑OO OO 的瞬時(shí)(如圖所示)的瞬時(shí)(如圖所示)MNMN中的電動(dòng)勢(shì)和流中的電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)燈過(guò)燈L
53、L1 1的電流。的電流。(2 2)撤去中間的金屬棒)撤去中間的金屬棒MNMN,將右面的半圓環(huán),將右面的半圓環(huán)OLOL2 2O O 以以O(shè)O OO 為軸向上翻轉(zhuǎn)為軸向上翻轉(zhuǎn)9090,若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化,其,若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化,其變化率為變化率為B/t=4/B/t=4/(T/sT/s),求),求L L1 1的功率。的功率。電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力的電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力的作用,因此,電磁感應(yīng)問(wèn)題往往跟力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起。作用,因此,電磁感應(yīng)問(wèn)題往往跟力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起。解決這類電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題,不僅要應(yīng)用電磁學(xué)解決這類電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題,
54、不僅要應(yīng)用電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律,如中的有關(guān)規(guī)律,如楞次定律楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律、左右左右手定則手定則、安培力的計(jì)算公式安培力的計(jì)算公式等,還要應(yīng)用力學(xué)中的有關(guān)規(guī)等,還要應(yīng)用力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律,如律,如牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律等。要等。要將電磁學(xué)和力學(xué)的知識(shí)綜合起來(lái)應(yīng)用。將電磁學(xué)和力學(xué)的知識(shí)綜合起來(lái)應(yīng)用。由于安培力和導(dǎo)體中的電流、運(yùn)動(dòng)速度均有關(guān),由于安培力和導(dǎo)體中的電流、運(yùn)動(dòng)速度均有關(guān), 所所以對(duì)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體進(jìn)行以對(duì)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析十分必要。十分必要。例例.如圖所示,如圖所示,U形導(dǎo)線框固定在水平面上,形導(dǎo)
55、線框固定在水平面上,右端放有質(zhì)量為右端放有質(zhì)量為m的金屬棒的金屬棒ab,ab與導(dǎo)軌間與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為的動(dòng)摩擦因數(shù)為,它們圍成的矩形邊長(zhǎng)分,它們圍成的矩形邊長(zhǎng)分別為別為L(zhǎng)1、L2,回路的總電阻為,回路的總電阻為R。從。從t=0時(shí)刻時(shí)刻起,在豎直向上方向加一個(gè)隨時(shí)間均勻變化起,在豎直向上方向加一個(gè)隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=kt,(,(k0)那么在)那么在t為多大時(shí),為多大時(shí),金屬棒開(kāi)始移動(dòng)?金屬棒開(kāi)始移動(dòng)?2212mgRK L L例例. .豎直放置的豎直放置的U U形導(dǎo)軌寬為形導(dǎo)軌寬為L(zhǎng) L,上端串有,上端串有電阻電阻R R。磁感應(yīng)強(qiáng)度為。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂的勻強(qiáng)
56、磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。金屬棒直于紙面向外。金屬棒abab的質(zhì)量為的質(zhì)量為mm,與,與導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)摩擦。從靜止釋放后導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)摩擦。從靜止釋放后abab保持水平而下滑。試分析保持水平而下滑。試分析abab下滑過(guò)程中下滑過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況并求運(yùn)動(dòng)的最大速度(的運(yùn)動(dòng)情況并求運(yùn)動(dòng)的最大速度(其余導(dǎo)其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計(jì))體部分的電阻都忽略不計(jì))基本思路是基本思路是: : F=BILF=BIL臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)v v與與a a方向關(guān)系方向關(guān)系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析a a變 化 情變 化 情況況F=maF=ma合外力合外力運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體所運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體所受的安培力受的安培力感應(yīng)電流感應(yīng)電流確定
57、電源(確定電源(E E,r r)rREI 例例.如圖所示,位于同一水平面內(nèi)的、兩根平行的光滑金屬如圖所示,位于同一水平面內(nèi)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌,處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面,導(dǎo)軌,處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面,導(dǎo)軌的一端與一電阻相連;具有一定質(zhì)量的金屬桿導(dǎo)軌的一端與一電阻相連;具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直?,F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直?,F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F拉桿拉桿ab,使它由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)。桿和導(dǎo)軌的電阻、感應(yīng)電流產(chǎn)使它由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)。桿和導(dǎo)軌的電阻、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)均可不計(jì)。用生的磁場(chǎng)均可不計(jì)。用E表示回路中的感
58、應(yīng)電動(dòng)勢(shì),表示回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),i表示表示回路中的感應(yīng)電流,在回路中的感應(yīng)電流,在i隨時(shí)間增大的過(guò)程中,電阻消耗的隨時(shí)間增大的過(guò)程中,電阻消耗的功率等于功率等于AF的功率的功率B安培力的功率的絕對(duì)值安培力的功率的絕對(duì)值CF與安培力的合力的功率與安培力的合力的功率DiE例例. .豎直放置的豎直放置的U U形導(dǎo)軌寬為形導(dǎo)軌寬為L(zhǎng) L,上端串有,上端串有電阻電阻R R。磁感應(yīng)強(qiáng)度為。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。金屬棒直于紙面向外。金屬棒abab的質(zhì)量為的質(zhì)量為mm,與,與導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)摩擦。從靜止釋放后導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)摩擦。從靜止釋放后abab保持水平而下
59、滑。試分析保持水平而下滑。試分析abab下滑過(guò)程中下滑過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況,能量的轉(zhuǎn)化情況,并確定能表征其最終能并確定能表征其最終能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量的值量轉(zhuǎn)化快慢的物理量的值(1 1)加速度減小的加速運(yùn)動(dòng))加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)重力勢(shì)能重力勢(shì)能動(dòng)能和電能動(dòng)能和電能電能電能內(nèi)能內(nèi)能(2 2)勻速運(yùn)動(dòng))勻速運(yùn)動(dòng)重力勢(shì)能重力勢(shì)能電能電能內(nèi)能內(nèi)能克服安培力做功其它形式能轉(zhuǎn)化為電能克服安培力做功其它形式能轉(zhuǎn)化為電能, ,安培力做正功將電安培力做正功將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能能轉(zhuǎn)化為其它形式的能; ;例例.如圖(如圖(1)所示,電阻為)所示,電阻為R的矩形導(dǎo)線框的矩形導(dǎo)線框abcd,邊長(zhǎng),邊長(zhǎng)ab=L,ad
60、=h,質(zhì)量為,質(zhì)量為m,從某一高度自由落下,通過(guò)一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁,從某一高度自由落下,通過(guò)一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為h,線圈,線圈cd邊剛進(jìn)入磁邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)就恰好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)就恰好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng),那么在線圈穿越磁場(chǎng)的全過(guò)程,線框那么在線圈穿越磁場(chǎng)的全過(guò)程,線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少?中產(chǎn)生的焦耳熱是多少?安培力做功為多少?安培力做功為多少?(不考慮空氣阻(不考慮空氣阻力)力) 電磁感應(yīng)的圖象問(wèn)題是高考中的熱點(diǎn)問(wèn)題,它要求考生做到電磁感應(yīng)的圖象問(wèn)題是高考中的熱點(diǎn)問(wèn)題,它要求考生做到三會(huì):三會(huì):會(huì)識(shí)圖會(huì)識(shí)圖認(rèn)識(shí)圖象,理解圖象的物理意義;認(rèn)
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