（通用）高中物理 第一章 电磁感应章末课件 教科选修32

章末总结 第一章 电磁感应 内容索引 知识网络 梳理知识 构建网络 重点探究 启迪思维 探究重点 知识网络 电磁感应 电磁感应现象 现象 闭合电路中部分导体做 运动 闭合电路的 发生变化 切割磁感线 磁通量 产生感应电流的条件：电路 且 变化 能量转化：其他形式的能转化为电能或电能的转移 闭合 磁通量 电磁感应 法拉第电磁 感应定律 (感应电动势 的大小 感应电动势 定义：在电磁感应现象中产生的电动势 产生的条件： 发生变化 磁通量 磁通量的变化率： 内磁通量的变化 单位时间 法拉第电磁 感应定律 En ，适合求E的 值 t 平均 切割公式 EBLv，适合求E的 值 条件：B、 L、 v三者_ 瞬时 互相垂直 适合判定 产生的感应电流的方向 右手定则、左手定则、安培定则的区别 内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场 总要 引起感应电流的磁通量的变化 理解 阻碍 感应电流总要阻碍 的变化 感应电流总要阻碍 的相对运动 磁通量 导体和磁场 应用 步骤 首先明确原磁场的 和磁通量的 ，确定感应电流的磁场方向 再用 确定感应电流的方向) 方向 增减 安培定则 右手 定则 电磁感应 楞次定律 (感应电流 的方向) 导体切割磁感线 电磁阻尼 高频感应炉与电磁灶 自感 现象 定义： 发生变化而产生的电磁感应现象 自感电动势：总是阻碍 的变化 自感系数L：与线圈的大小、形状、 ，以及 是否有 等因素有关 应用和防止 涡流 定义：块状金属在 的磁场中产生的环形 感应电流 电磁感应 自感现象 及其应用 (特殊的 电磁感应 现象 自身电流 自身电流 匝数 铁芯 应用 变化 重点探究 1.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.感应电流的磁场方向不一定与原磁场方向相反，只有在磁通量增加时两者才相反，而在磁通量减少时两者是同向的. 2.“阻碍”并不是“阻止”，而是“延缓”，回路中的磁通量变化的趋势不变，只不过变化得慢了. 3.“阻碍”的表现：增反减同、来拒去留等. 一、楞次定律的理解与应用 例例1 如图1甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示(图甲所示Q中电流方向为正)，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则 A.t1时刻NG，P有收缩的趋势 B.t2时刻NG，此时穿过P的磁通量为0 C.t3时刻NG，此时P中无感应电流 D.t4时刻NG，此时穿过P的磁通量最小 答案 解析 图1 对图像的分析对图像的分析，应做到：应做到： (1)明确图像所描述的物理意义； (2)明确各种物理量正、负号的含义； (3)明确斜率的含义； (4)明确图像和电磁感应过程之间的对应关系. 二、电磁感应中的图像问题 例例2 如图2所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向.菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为d，现使线框沿AC方向匀速穿过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方 向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线 框中电流i随时间t的变化关系图像可能是 答案 解析 图2 电磁感应中图像类选择题的两个常见解法 (1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项. (2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像作出分析和判断，这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法. 技巧点拨技巧点拨 求解电磁感应中电路问题的关键是分清楚内电路和外电路. “切割”磁感线的导体和磁通量变化的线圈都相当于“电源”，该部分导体(或线圈)的电阻相当于内电阻，而其余部分的电阻则是外电阻. 三、电磁感应中的电路问题 例例3 把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图3所示，一长度为2a、电阻等于R、粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求： (1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN； 答案 解析 图3 答案答案 4Bav3R 方向由 NM 23Bav (2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率. 答案 解析 答案答案 8B2a2v23R 解析解析 圆环和金属棒上消耗的总热功率为： PIE8B2a2v23R. 电磁感应中电路问题的分析方法： (1)明确电路结构，分清内、外电路，画出等效电路图. (2)根据产生感应电动势的方式计算感应电动势的大小，如果是磁场变化，由En 计算；如果是导体切割磁感线，由EBLv计算. (3)根据楞次定律或右手定则判断感应电流的方向. (4)根据电路组成列出相应的方程式. 总结提升总结提升 t 此类问题涉及电路知识、动力学知识和能量观点，综合性很强，解决此类问题要注重以下三点： (1)电路分析 找“电源”：确定出由电磁感应所产生的电源，求出电源的电动势E和内阻r. 电路结构分析 弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，为求安培力做好铺垫. 四、电磁感应中的力电综合问题 (2)力和运动分析 受力分析：分析研究对象(常为金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意安培力的方向. 运动分析：根据力与运动的关系，确定出运动模型，根据模型特点，找到解决途径. (3)功和能量分析 做功分析，找全力所做的功，弄清功的正、负. 能量转化分析，弄清哪些能量增加，哪些能量减少，根据功能关系、能量守恒定律列方程求解. 例例4 如图4所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角30的斜面上，导轨电阻不计，间距L0.4 m，导轨所在空间被分成区域和，两区域的边界与斜面的交线为MN.中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B0.5 T.在区域中，将质量m10.1 kg、电阻R10.1 的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑.然后，在区域中将质量m20.4 kg、电阻R20.1 的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑.cd在 滑动过程中始终处于区域的磁场中，ab、cd始 终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g 10 m/s2，问： 图4 (1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向； 答案 解析 答案答案 由a流向b 解析解析 由右手定则可判断出cd中的电流方向为由d到c，则ab中电流方向为由a流向b. (2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大； 答案 解析 答案答案 5 m/s (3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少. 答案 解析 答案答案 1.3 J 解析解析 设cd棒运动过程中在电路中产生的总热量为Q总， 由能量守恒定律有 m2gxsin Q总12m2v2 又 QR1R1R2Q总 解得Q1.3 J.