高中物理 第1章 电磁感应章末归纳提升课件 教科版选修32.ppt

通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用 从而引起导体速度 加速度的变化 1 基本方法 1 由法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向 2 求回路中的电流 3 分析导体受力情况 包括安培力在内的全面受力分析 4 根据平衡条件或牛顿第二定律列方程 电磁感应中的动力学问题 2 电磁感应中的动力学临界问题 1 解决这类问题的关键是通过受力分析和运动状态的分析 寻找过程中的临界状态 如速度 加速度为最大值 最小值的条件 如图1 1所示 线圈abcd每边长l 0 20m 线圈质量m1 0 10kg 电阻r 0 10 重物质量为m2 0 14kg 线圈上方的匀强磁场磁感应强度b 0 5t 方向垂直线圈平面向里 磁场区域的宽度为h 0 20m 重物从某一位置下降 使ab边进入磁场开始做匀速运动 求线圈做匀速运动的速度 图1 1 答案 4m s 1 2012 达州高二期末 如图1 2所示 水平放置的光滑平行金属导轨宽度l 0 2m 质量为0 1kg的金属导线ab垂直于导轨放在其上 整个装置放在方向竖直向下 磁感应强度b 0 5t的匀强磁场中 ab直导线在f 2n的水平向右的恒力作用下由静止开始向右运动 电路的总电阻r 0 05 求 图1 2 1 导体棒运动的最大速度是多大 2 ab导线运动速度v 5m s时 ab的加速度是多大 3 当ab达到最大速度时 撤去恒力f 以后感应电流在电阻r上还能产生多少热量 答案 1 10m s 2 10m s2 3 5j 电磁感应问题往往和电路问题联系在一起 解决这类问题的基本方法是 1 确定电源 产生感应电动势的那部分电路就相当于电源 利用法拉第电磁感应定律确定其电动势的大小 利用右手定则或楞次定律确定其方向以及感应电流的方向 需要强调的是 在电源内部电流是由负极流向正极的 在外部从正极流向外电路 并由负极流入电源 电磁感应中的电路问题 2 分析电路结构 画出等效电路图 这一步关键是 分析 的到位与准确 承上启下 为下一步的处理做好准备 3 利用电路规律求解 主要还是利用欧姆定律 串并联电路中电功 电热之间的关系等 4 注意 电源两极间的电压为路端电压 2013 徐州一中高二检测 如图1 3所示 两根平行的光滑长直金属导轨 其电阻不计 导体棒ab cd跨在导轨上 ab的电阻r大于cd的电阻r 当cd在大小为f1的外力作用下匀速向右滑动时 ab在大小为f2的外力作用下保持静止 那么以下说法中正确的是 a uab ucd f1 f2b uab ucd f1ucd f1 f2d uab ucd f1 f2 图1 3 解析 cd导体棒在f1的作用下 做切割磁感线运动 成为电源 uab成为电路外电阻上的分压 等效电路如图所示 由于导轨的电阻不计 uab ucd 另外 由于cd棒与ab棒中电流大小相等 导体棒有效长度相同 所处磁场相同 故两棒分别受到的安培力大小相等 方向相反 ab cd两棒均为平衡态 故导体棒分别受到的外力f1 f2与所受到的安培力平衡 故f1 f2 故选项d正确 答案 d 图1 4 1 电磁感应的本质 能量转化电磁感应过程 实质上也是一个能量转化和守恒的过程 通过安培力做负功 将其他非电能转化为电能 同时又将转化来的电能进一步转化成其他非电能 因此电磁感应过程总是伴随着能量转化 电磁感应中的能量转化问题 2 利用功能关系求解电磁感应问题的基本方法 1 用法拉第电磁感应定律或导体切割磁感线公式确定感应电动势的大小 用楞次定律和右手定则判断感应电动势的方向 2 画出等效电路 求解电路中相关参量 分析电路中能量转化关系 3 研究导体机械能的转化 利用能量转化和守恒关系 列出机械能功率与电路中电功率变化的守恒关系式 3 电磁感应中能量转化类型 1 机械能 电能 机械能 内能 2 化学能 电能 机械能 内能 2 非电能 电能 内能 如图1 5所示 平行金属导轨与水平面成 角 导轨与固定电阻r1和r2相连 匀强磁场垂直穿过导轨平面 有一导体棒ab 质量为m 导体棒的电阻与固定电阻r1和r2的阻值相等 与导轨之间的动摩擦因数为 导体棒ab沿导轨向上滑动 当上滑的速度为v时 受到安培力的大小为f 此时 图1 5 解析 步骤一 ab受力分析如图 步骤二 各力做功情况wfn 0 wf 0 wg 0 wff 0步骤三 对应的能量转化情况 整个电路消耗的电功率即克服安培力的功率为fv r1和r2消耗的电功率相等 都等于总电功率的1 6 因为通过ab的电流是r1电流的2倍 故a错 b对 整个装置因摩擦而消耗的功率为ffv mgvcos c正确 整个装置消耗的机械功率等于总电功率与摩擦生热功率之和 为 f mgcos v d正确 答案 bcd 3 导体棒的电阻r 2 质量m 0 1kg 长l 0 5m 导体棒mn架在光滑的金属框架上 金属框架与水平面的夹角为30 如图1 6所示 它们处于磁感应强度b为1t的匀强磁场中 磁场方向与框架平面垂直 1s后导体棒沿斜面向上滑行的距离是3m时