高考物理 核心要点突破系列 第16章《电磁感应》本章优化总结课件 新人教版选修32

本章优化总结本章优化总结章末综合检测章末综合检测本本章章优优化化总总结结知识网络构建知识网络构建专题归纳整合专题归纳整合知识网络构建知识网络构建专题归纳整合专题归纳整合1电磁感应中常涉及磁感应强度电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、磁通量、感应电动势感应电动势E和感应电流和感应电流I随时间随时间t变化的图象，即变化的图象，即Bt图象、图象、t图象、图象、Et图象、图象、It图象及图象及Ex图象、图象、Ix图象对于切割磁感线产生感应电动图象对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及磁场对导体的作势和感应电流的情况，还常涉及磁场对导体的作用力用力F随时间随时间t的变化图，的变化图，电磁感应中的图象问题电磁感应中的图象问题即即Ft图象这些电磁感应的过程大体上可分为图象这些电磁感应的过程大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象，或由给定的有关图象分析电磁感应过程，图象，或由给定的有关图象分析电磁感应过程，求出相应的物理量，不管是何种类型，电磁感应求出相应的物理量，不管是何种类型，电磁感应中的图象问题常需右手定则、楞次定律和法拉第中的图象问题常需右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决电磁感应定律等规律分析解决2解决此类问题的一般步骤解决此类问题的一般步骤(1)明确图象的种类明确图象的种类(2)分析电磁感应的具体过程分析电磁感应的具体过程(3)利用右手定则、楞次定律确定利用右手定则、楞次定律确定E、I的方向的方向(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数方程动定律等规律写出函数方程(5)根据函数方程，进行数学分析，如分析斜率的根据函数方程，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等变化、截距等(6)画图象或判断图象画图象或判断图象如图如图161，一有界区域内，存在着磁感应，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L.边长为边长为L的的正方形线框正方形线框abcd的的bc边紧靠磁场边缘置于桌面边紧靠磁场边缘置于桌面上上图图161使线框从静止开始沿使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图框中感应电流变化规律的是图162中的中的 ()图图162【答案】【答案】AC1在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，可对回路中的用电器供电通导体相当于电源，可对回路中的用电器供电通过感应电流的导体在磁场中又会受到安培力作用，过感应电流的导体在磁场中又会受到安培力作用，因此电磁感应与电路问题、力学问题往往联系在因此电磁感应与电路问题、力学问题往往联系在一起一起电磁感应中的力电综合问题电磁感应中的力电综合问题2解决此类问题的基本方法是：解决此类问题的基本方法是：(1)首先找到产生电磁感应的那部分电路，看成等首先找到产生电磁感应的那部分电路，看成等效电源，画出等效电路，依据法拉第电磁感应定效电源，画出等效电路，依据法拉第电磁感应定律求得感应电动势，再依据电路知识求得感应电律求得感应电动势，再依据电路知识求得感应电流的大小流的大小(2)分析导体的受力情况分析导体的受力情况(安培力方向由左手定则判安培力方向由左手定则判定定)，应用牛顿定律及动力学方程求解物体的运动，应用牛顿定律及动力学方程求解物体的运动问题问题图图163如图如图163所示，两根足够长的光滑平行金属导所示，两根足够长的光滑平行金属导轨轨MN、PQ间距为间距为L0.5 m，其电阻不计，两导，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成轨及其构成的平面均与水平面成30角角完全相同的两金属棒完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量为量为m0.02 kg，电阻均为，电阻均为R0.1 ，整个装置，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度强度B0.2 T，棒，棒ab在平行于导轨向上的力在平行于导轨向上的力F作用作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持恰好能够保持静止取静止取g10 m/s2，问：，问：(1)通过棒通过棒cd的电流的电流I是多少，方向如何？是多少，方向如何？(2)棒棒ab受到的力受到的力F多大？多大？(3)棒棒cd每产生每产生Q0.1 J的热量，力的热量，力F做的功做的功W是是多少？多少？图图164图图165(2)棒棒ab与与cd所受的安培力大小相等，对所受的安培力大小相等，对ab棒，棒，受力分析如图受力分析如图165所示，由共点力平衡条件知所示，由共点力平衡条件知FmgsinBIL代入数据解得代入数据解得F0.2 N.(3)设在时间设在时间t内棒内棒cd产生产生Q0.1 J的热量，由焦的热量，由焦耳定律知耳定律知QI2Rt设设ab棒匀速运动的速度是棒匀速运动的速度是v，其，其产生的感应电动势产生的感应电动势EBLv【答案答案】(1)1 A方向由方向由d到到c(2)0.2 N(3)0.4 J1电磁感应的过程，机械能或其他形式的能转化电磁感应的过程，机械能或其他形式的能转化为电能，通电导体在磁场中受安培力作用或电流为电能，通电导体在磁场中受安培力作用或电流通过电阻发热，又将电能转化为机械能或电阻的通过电阻发热，又将电能转化为机械能或电阻的内能常见到的是导体的稳定运动，即匀速运动内能常见到的是导体的稳定运动，即匀速运动或匀变速运动或匀变速运动电磁感应中的能量转化问题电磁感应中的能量转化问题2解决的方法是：解决的方法是：(1)利用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电路利用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电路中的电动势大小、方向中的电动势大小、方向(2)画出等效电路图，注意识别电路中的内、外电画出等效电路图，注意识别电路中的内、外电阻，根据定义写出消耗电功率的表达式阻，根据定义写出消耗电功率的表达式(3)分析导体机械能的变化，利用能的转化和守恒分析导体机械能的变化，利用能的转化和守恒定律确定机械功率的改变与回路中电功率的改变定律确定机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的关系所满足的关系注意：注意：(1)研究分析电磁感应过程中的能量转化时，研究分析电磁感应过程中的能量转化时，抓住了有哪些力做功，就可以确定有哪些形式的抓住了有哪些力做功，就可以确定有哪些形式的能量参与了转化例如：摩擦力做负功时，必然能量参与了转化例如：摩擦力做负功时，必然有内能出现；重力做功时，一般会有机械能参与有内能出现；重力做功时，一般会有机械能参与转化；安培力做负功时其他形式的能转化为电能；转化；安培力做负功时其他形式的能转化为电能；安培力做正功时，电能转化为其他形式的能等安培力做正功时，电能转化为其他形式的能等(2)在计算感应电流的焦耳热时，如果是恒定电流，在计算感应电流的焦耳热时，如果是恒定电流，可用可用QI2Rt求解，如果不是恒定电流，就只能用求解，如果不是恒定电流，就只能用能的转化和守恒定律求解了能的转化和守恒定律求解了在竖直向下的磁感应强度为在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，的匀强磁场中，有两根水平放置相距有两根水平放置相距L且足够长的平行金属导轨且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的，在导轨的AC端连接一阻值为端连接一阻值为R的电阻一根的电阻一根垂直于导轨放置的金属棒垂直于导轨放置的金属棒ab，其质量为，其质量为m.现用水现用水平细绳跨过定滑轮连接一质量为平细绳跨过定滑轮连接一质量为M的重物拉动金的重物拉动金属杆属杆ab，如图，如图166所示，若重物从静止开始下所示，若重物从静止开始下落，且导轨和金属棒的电阻、定滑轮的质量及一落，且导轨和金属棒的电阻、定滑轮的质量及一切摩擦均不计，求：切摩擦均不计，求：图图166(1)金属棒的最大速度；金属棒的最大速度；(2)若重物从静止开始至匀速运动的某一时刻，下若重物从静止开始至匀速运动的某一时刻，下落的高度为落的高度为h，求这一过程中电阻，求这一过程中电阻R上产生的热量上产生的热量 .【解析解析】(1)重物重物M拉动金属杆运动，切割磁感拉动金属杆运动，切割磁感线产生感应电流，线产生感应电流，ab杆将受到水平向左的安培力杆将受到水平向左的安培力的作用，杆的速度将逐渐增大，在物体的重力和的作用，杆的速度将逐渐增大，在物体的重力和安培力相等时，金属棒达到最大速度设最大速安培力相等时，金属棒达到最大速度设最大速度为度为vm，【答案答案】(1)MgR/B2L2(2)Mgh(Mm)MgR2/2B4L4