高中物理 第四章 电磁感应章末整合提升课件 新人教版选修

章末整合提升 电电磁 感应应 磁通量 切割磁感线线 楞次定律 右手定则则 电电磁 感应应 BLv 有效切割 有效切割 自感 驱动驱动 突破一 安培定则、左手定则、右手定则和 楞次定律的综合 在研究电电磁感应现应现 象时时，经经常用到右手螺旋 定则则、左手定则则、右手定则则及楞次定律等规规 律。要想灵活运用“三定则则一定律”，就必须须 明确这这些规规律的区别别与联联系。 “三定则则一定律”应应用于不同的现现象 基本现象应用的定则或定律 运动电荷、电流产生的磁场右手螺旋定则 磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则 电磁感应导线切割磁感线右手定则 闭合回路磁通量变化楞次定律 图1 A01 s内ab、cd导线导线 互相排斥 B1 s2 s内ab、cd导线导线 互相吸引 C2 s3 s内ab、cd导线导线 互相吸引 D3 s4 s内ab、cd导线导线 互相排斥 解析 根据左手定则，可判定等离子气流中 的正离子向上极板M偏转，负离子向下极板N 偏转，所以ab中电流方向是由a向b的。在0 2 s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度 增大，由楞次定律可知感应电流方向是由c向 d的，根据ab、cd内电流的流向关系，可知两 导线相互吸引，A错、B正确；在2 s4 s内 ，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度减小， 由楞次定律可知感应电流的方向是由d向c的 ，根据电流的流向关系可知两导线相互排斥 ，C错误、D正确。 答案 BD 题后反思 在电流的磁效应中由安培定则可 确定磁场的方向；在电磁感应中由右手定则 或楞次定律可确定感应电流的方向；左手定 则适用于带电粒子在磁场中运动受到的洛伦 兹力和通电导线在磁场中受到的安培力的方 向判定。 图2 答案 A 图3 答案 D 【跟踪训练2】一矩形线线圈位于一随时间时间 t变变 化的匀强磁场场内，磁场场方向垂直线线圈所在的 平面(纸纸面)向里，如图图4甲所示，磁感应应强度 B随时间时间 t的变变化规规律如图图乙所示。以I表示 线线圈中的感应电应电 流，以图图甲线线圈上箭头头所示 方向的电电流为为正，则则下图图中的It图图正确的 是 ( ) 图4 答案 A 【例3】如图图5所示，一个由导导体做成的矩形 线线圈，以恒定速率v运动动，从无场场区进进入匀 强磁场场区，磁场宽场宽 度大于矩形线线圈的宽宽度da ，然后出来，若取逆时针时针 方向的电电流为为正方 向，那么下列图图中能正确地表示回路中的电电 流与时间时间 的函数关系的是 ( ) 图图5 解析 根据楞次定律，线圈进入磁场的过程 ，穿过线圈的磁通量增加，产生逆时针方向 的感应电流，因为速度恒定，所以电流恒定 ，故A、D错误；离开磁场时，穿过线圈的磁 通量减少，所以产生顺时针方向的电流，B错 误，故选C。 答案 C 题后反思 电磁感应中常涉及感应电流i随时 间t变化的图象，即it图象，在图象中一定要 注意以下两点： (1)首先利用楞次定律确定电流的方向问题， 特别是由一种状态过渡到另一种状态时，电 流的方向是否变化是考查的重点。 (2)电流的大小问题则涉及电磁感应定律，特 别是动生电动势中两两垂直，等效长度都是 考查的重点。 图6 答案 A 突破三 电磁感应的电路问题 1电磁感应应中电电路问题问题 (1)电电源：磁通量发发生变变化的回路或切割磁 感线线的导导体相当于电电源。 (2)电电路：内电电路是磁通量变变化的回路或切 割磁感线线的导导体，外电电路由电电阻、电电容器等 电电学元件组组成。 2解决电电磁感应应中电电路问题问题 的一般步骤骤 (1)用法拉第电电磁感应应定律和楞次定律(右 手定则则)确定感应电应电动势动势 的大小和方向。 (2)画等效电电路图图。 (3)运用闭闭合电电路的欧姆定律、串并联电联电 路的性质质、电电功率等公式求解。 图图7 图图8 突破四 电磁感应的动力学问题 1导体中的感应电应电 流在磁场场中将受到安培 力作用，所以电电磁感应问题应问题 往往与力学问题问题 联联系在一起，处处理此类问题类问题 的基本方法： (1)用法拉第电电磁感应应定律和楞次定律求感 应电动势应电动势 的大小和方向。 (2)求回路中的电电流强度的大小和方向。 (3)分析研究导导体受力情况(包括安培力)。 (4)列动动力学方程或平衡方程求解。 3两种运动动状态态的处处理思路 (1)达到稳稳定运动动状态态后，导导体匀速运动动 ，受力平衡，应应根据平衡条件合外力为为 零，列式分析平衡态态。 (2)导导体达到稳稳定运动动状态态之前，往往做 变变加速运动动，处处于非平衡态态，应应根据牛顿顿第 二定律或结结合功能关系分析非平衡态态。 图9 图10 突破五 电磁感应中的能量问题 1电磁感应现应现 象中的能量转转化： (1)与感生电动势电动势 有关的电电磁感应现应现 象中 ，磁场场能转转化为电为电 能，若电电路是纯电纯电 阻电电 路，转转化过过来的电电能将全部转转化为电为电 路的内 能。 (2)与动动生电动势电动势 有关的电电磁感应现应现 象中 ，通过过克服安培力做功，把机械能或其他形 式的能转转化为电为电 能。克服安培力做多少功， 就产产生多少电电能。若电电路是纯电纯电 阻电电路，转转 化过过来的电电能将全部转转化为电为电 路的内能。可 简单简单 表述如下： 2电电磁感应现应现 象中的能量守恒： (1)能量守恒定律是自然界中的一条基本规规 律，电电磁感应现应现 象当然也不例外。 电电磁感应现应现 象中，从磁通量变变化的角度 来看，感应电应电 流总总要阻碍原磁通量的变变化； 从导导体和磁体相对对运动动的角度来看，感 应电应电 流总总要阻碍它们们的相对对运动动。 (2)电电磁感应现应现 象中的“阻碍”正是能量守恒 的具体体现现，在这这种“阻碍”的过过程中，其他 形式的能转转化为电为电 能。 3求解电电磁感应现应现 象中能量守恒问题问题 的一 般思路： (1)分析回路，分清电电源和外电电路。 在电电磁感应现应现 象中，切割磁感线线的导导体或 磁通量发发生变变化的回路将产产生感应电动势应电动势 ， 该导该导 体或回路就相当于电电源，其余部分相当 于外电电路。 (2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形 式的能量发发生了转转化。如： 做功情况能量变化特点 滑动摩擦力做功有内能产生 重力做正功重力势能必然减少，且WGEp 克服重力做功重力势能必然增加，且WGEp (