高中物理 第1章 電磁感應(yīng)整合課件 魯科選修32

1、2021/8/11 星期三1本章整合2021/8/11 星期三2電磁感應(yīng)2021/8/11 星期三3專題一專題二專題三專題一電磁感應(yīng)電路中電荷量的計(jì)算根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。設(shè)在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電荷量為q,則根據(jù)I= 及法拉第電磁感應(yīng)定律 ,得注意:(1)上式中n為線圈的匝數(shù),為磁通量的變化量,R為閉合電路的總電阻。(2)如果閉合電路是一個(gè)單匝線圈(n=1),則q= 。2021/8/11 星期三4專題一專題二專題三例題1如圖所示,閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì),將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若第一次用時(shí)

2、0.3 s拉出,外力所做的功為W1,通過導(dǎo)線截面的電荷量為q1;第二次用時(shí)0.9 s拉出,外力所做的功為W2,通過導(dǎo)線截面的電荷量為q2,則()A.W1W2,q1q2B.W1W2,q1=q2D.W1W2,q1q22021/8/11 星期三5專題一專題二專題三解析:設(shè)線框長為l1,寬為l2,第一次拉出速度為v1,第二次拉出速度為v2,因?yàn)閘1=v1t1=v2t2,則v1=3v2。勻速拉出磁場(chǎng)時(shí),外力所做的功恰等于克服安培力所做的功,有W1=F1l1=BI1l2l1=同理,W2= ,故W1W2;又由于線框兩次拉出過程中,磁通量的變化量相等,即1=2,由q= ,得q1=q2,故選項(xiàng)C正確。答案:C2

3、021/8/11 星期三6專題一專題二專題三專題二電磁感應(yīng)中的電路問題電磁感應(yīng)與電路問題的聯(lián)系就是電源與電路的連接問題。解決問題的關(guān)鍵就是把電磁感應(yīng)的問題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路,其主要步驟是:1.確定電源應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析問題,應(yīng)明確產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源,該部分電路的電阻是電源的內(nèi)阻,而其余部分電路則是用電器,是外電路。2.分析電路結(jié)構(gòu),畫出等效電路圖這一步實(shí)施的本質(zhì)是確定“分析”的到位與準(zhǔn)確。承上啟下,為下一步的處理做好準(zhǔn)備。3.利用電路規(guī)律求解主要是歐姆定律、串并聯(lián)電路、電功。2021/8/11 星期三7專題一專題二專題三例題2如圖所示,半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁

4、感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)同心放置,磁場(chǎng)與環(huán)面垂直,其中a=0.4 m,b=0.6 m。金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2,兩燈的電阻均為R=2 。一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好,棒與環(huán)的電阻均不計(jì)。(1)若棒以v0=5 m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng),求棒滑過圓環(huán)直徑OO的瞬間,MN中的電動(dòng)勢(shì)和流過L1的電流。(2)撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O以O(shè)O為軸向上翻轉(zhuǎn)90,若此時(shí)開始磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化,其變化率為 ,求磁場(chǎng)變化的過程中L1的功率。2021/8/11 星期三8專題一專題二專題三解析:(1)棒滑過圓環(huán)直徑OO的瞬間,MN中的電動(dòng)勢(shì)E1

5、=B2av0=0.20.85 V=0.8 V等效電路如圖所示,流過燈L1的電流I1= =0.4 A。 2021/8/11 星期三9專題一專題二專題三(2) 撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O以O(shè)O為軸向上翻轉(zhuǎn)90,半圓環(huán)OL1O產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電源,燈L2為外電路,等效電路如圖,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2= =0.32 VL1的功率P1= =1.2810-2 W。答案:(1)0.8 V0.4 A(2)1.2810-2 W 2021/8/11 星期三10專題一專題二專題三專題三電磁感應(yīng)中的能量問題1.電磁感應(yīng)過程伴隨著不同形式能量的轉(zhuǎn)化。因此,從功和能的觀點(diǎn)入手,分清楚電磁感應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化的關(guān)

6、系,是解決電磁感應(yīng)問題的重要途徑之一。2.要注意安培力的功與電能變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系,“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;安培力做多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。3.電能的求解思路主要有三種:(1)利用電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力做的功求解。(2)利用能量守恒求解:產(chǎn)生的電能等于開始的機(jī)械能總和與最后的機(jī)械能總和之差。(3)利用電路特征求解:通過電路中所產(chǎn)生的電能計(jì)算公式(例如Q=I2Rt)求解。2021/8/11 星期三11專題一專題二專題三例題3(多選)如圖所示,在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng),電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd,阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連。質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的滑桿MN垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。整個(gè)裝置放置于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B?；瑮U的中點(diǎn)系一不可伸長的輕繩,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與另一質(zhì)量也為m的物塊相連,繩處于拉直狀態(tài)。現(xiàn)從靜止開始釋放物塊,若當(dāng)物塊下落高度h= 時(shí)恰好達(dá)到最大速度,用g表示重力加速度,則()A.物塊最大速度為B.物塊最大速度為C.在此過程中電阻R產(chǎn)生的熱量為D.物塊達(dá)到最大速度時(shí)刻,電阻R消耗的功率為2021/8/11 星期三12專題一專題二專題三解析:當(dāng)繩上的拉力與物塊的重力相等時(shí),物塊的速度最大,此時(shí)MN桿受到的安培力等于物