高考物理一輪復(fù)習(xí)課件電磁感應(yīng)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

高中物理解題模型高中物理

一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)（2/9）高中物理

一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)（2/9）1楞次定律2電磁感應(yīng)定律3電路分析4線框模型5單桿模型6雙桿模型7功能及動(dòng)量8圖像問(wèn)題9電磁感應(yīng)應(yīng)用相關(guān)知識(shí)：1.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：平均速度：平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；瞬時(shí)速度：瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；××××v+qvBF洛1εLF電v合vv′F洛1F洛2F洛非靜電力：洛倫茲力沿導(dǎo)棒分力（正功）；安培力：洛倫茲力垂直導(dǎo)棒分力（負(fù)功）；電路中電功率：安培力功率：安培力做功：①正功：消耗電能；②負(fù)功：產(chǎn)生電能；電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（中）相關(guān)知識(shí)：2.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：速度方向與磁場(chǎng)方向成θ角時(shí)：速度方向與導(dǎo)棒方向成θ角時(shí)：如果導(dǎo)線是彎曲的，取與B、V垂直的等效直線長(zhǎng)度；方法一：××××vBθL方法二：拓廣：旋轉(zhuǎn)切割磁感線，取導(dǎo)棒中點(diǎn)速度；××××vBθLω××××OBL電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（中）【例題1】（1）求解下列各圖中導(dǎo)體兩端的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小?？偨Y(jié)：1.理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)有效長(zhǎng)度的計(jì)算；2.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定，有效長(zhǎng)度從零均勻增大，末狀態(tài)感生電動(dòng)勢(shì)是平均值的兩倍；電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（中）××××Bvθ1L1θ2L2××××Bvθ1L1θ2L2（2）如圖所示，導(dǎo)軌OM和ON都在紙面內(nèi)，導(dǎo)體AB可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng)，AB⊥ON，若AB以5m/s的速度從O點(diǎn)開(kāi)始沿導(dǎo)軌勻速右滑，導(dǎo)體與導(dǎo)軌都足夠長(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T。問(wèn)：①第3s末夾在導(dǎo)軌間的導(dǎo)體長(zhǎng)度是多少？此時(shí)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大？②3s內(nèi)回路中的磁通量變化了多少？此過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？××××Bθvrv××××Bθr①②【例題2】（1）求解下列各圖中導(dǎo)體兩端的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小?？偨Y(jié)：1.旋轉(zhuǎn)切割磁感線有效速度的選取可取棒的中點(diǎn)速度；2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生可分成動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)；（2）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。使該線框從靜止開(kāi)始繞過(guò)圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的變化率ΔB/Δt的大小應(yīng)為多大？電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（中）ω××××OBLrωOBLr××××ω××××OBLr1r2LθωB【例題3】（1）如圖1所示，固定于水平面上的金屬框架abcd，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)?？蚣艿腶b與dc平行，bc與ab、dc垂直。MN與bc的長(zhǎng)度均為l，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中MN始終與bc平行，且與框架保持良好接觸。磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B。a.請(qǐng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=⊿φ/⊿t，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；b.在上述情景中，金屬棒MN相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)的非靜電力與棒中自由電子所受洛倫茲力有關(guān)。請(qǐng)根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。（2）為進(jìn)一步研究導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的過(guò)程，現(xiàn)構(gòu)建如下情景：如圖2所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一內(nèi)壁光滑長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)管MN，沿紙面以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。在管的N端固定一個(gè)電量為q的帶正電小球（可看作質(zhì)點(diǎn)）。某時(shí)刻將小球釋放，小球?qū)?huì)沿管運(yùn)動(dòng)。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，小球的重力可或略。在小球沿管從N運(yùn)動(dòng)到M的過(guò)程中，求小球所受各力分別對(duì)小球做的功。總結(jié)：1.理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的兩種推理方式；2.理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)微觀解釋，洛倫茲力不做功，但洛倫茲力的分力做功；電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（中）××××abcdvBMN××××vBMN圖1圖2（1）（2）v合vv′F洛1F洛2F洛【例題4】如圖所示是圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖：銅盤(pán)安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤(pán)的邊緣接觸。使銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R中就有電流通過(guò)。①說(shuō)明圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的原理；②圓盤(pán)如圖所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)判斷通過(guò)R的電流方向；總結(jié)：1.圓盤(pán)發(fā)電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的三種處理方法；2.思想方法：微元法，平均值法，積分法；電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（中）①ωRωRωr-e方法一：方法二：方法三：v合vv′F洛1F洛2F洛F洛1xOrqωRB②D點(diǎn)為高電勢(shì)，電流方向向左流過(guò)電阻R。例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（中）【例題1】（1）求解下列各圖中導(dǎo)體兩端的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小。××××Bvθ1L1θ2L2××××Bvθ1L1θ2L2（2）如圖所示，導(dǎo)軌OM和ON都在紙面內(nèi)，導(dǎo)體AB可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng)，AB⊥ON，若AB以5m/s的速度從O點(diǎn)開(kāi)始沿導(dǎo)軌勻速右滑，導(dǎo)體與導(dǎo)軌都足夠長(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T。問(wèn)：①第3s末夾在導(dǎo)軌間的導(dǎo)體長(zhǎng)度是多少？此時(shí)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大？②3s內(nèi)回路中的磁通量變化了多少？此過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？××××Bθvrv××××Bθr①②例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（中）【例題2】（1）求解下列各圖中導(dǎo)體兩端的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小。（2）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。使該線框從靜止開(kāi)始繞過(guò)圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的變化率ΔB/Δt的大小應(yīng)為多大？ω××××OBLrωOBLr××××ω××××OBLr1r2LθωB例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（中）【例題3】（1）如圖1所示，固定于水平面上的金屬框架abcd，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)?？蚣艿腶b與dc平行，bc與ab、dc垂直。MN與bc的長(zhǎng)度均為l，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中MN始終與bc平行，且與框架保持良好接觸。磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B。a.請(qǐng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=⊿φ/⊿t，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；b.在上述情景中，金屬棒MN相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)的非靜電力與棒中自由電子所受洛倫茲力有關(guān)。請(qǐng)根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。（2）為進(jìn)一步研究導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的過(guò)程，現(xiàn)構(gòu)建如下情景：如圖2所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一內(nèi)壁光滑長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)管MN，沿紙面以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。在管的N端固定一個(gè)電量為q的帶正電小球（可看作質(zhì)點(diǎn)）。某時(shí)刻將小球釋放，小球?qū)?huì)沿管運(yùn)動(dòng)。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，小球的重力可或略。在小球沿管從N運(yùn)動(dòng)到M的過(guò)程中，求小球所受各力分別對(duì)小球做的功。××××abcdvBMN××××vBMN圖1圖2（1）（2）v合vv′F洛1F洛2F洛例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—電磁感應(yīng)定律（中）【例題4】如圖所示是圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖：銅盤(pán)安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤(pán)的邊緣接觸。使銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R中就有電流通過(guò)。①說(shuō)明圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的原理；②圓盤(pán)如圖所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)判斷通過(guò)R的電流方向；①ωRωRωr-e方法一：方法二：方法三：v合vv′F洛1F洛2F洛F洛1xOrqωRB②D點(diǎn)為高電勢(shì)，電流方向向左流過(guò)電阻R。本節(jié)重點(diǎn)：1.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，線圈面積變化。2.功能關(guān)系：洛倫茲力不做功，兩個(gè)分力一個(gè)做正功，另一個(gè)做