高中物理 第四章 电磁感应全章总结课件 新人教版选修32.ppt

章末小结 1 楞次定律的理解和应用 1 楞次定律揭示了判断感应电流方向的规律 即 感应电流的磁场 总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 其核心思想是阻碍 楞次定律提供了判断感应电流方向的基本方法 2 楞次定律的扩展含义 即从磁通量变化的角度看 感应电流的磁场表现为 增反减同 从磁体与回路的相对运动角度看 表现为 来拒去留 从回路面积看 表现为 增缩减扩 从导体中原电流的变化 自感 看 表现为 增反减同 3 楞次定律体现了电磁感应现象符合能量守恒定律 在电磁感应过程中其他形式的能与电能相互转化 但总能量守恒 能量守恒定律丰富了我们处理电磁感应问题的思路 如图所示 一个松散的弹性闭合线圈 处于沿线圈轴向的匀强磁场中 当匀强磁场的磁感应强度突然减少 弹性线圈将 a 轴向缩短 径向扩大b 轴向伸长 径向扩大c 轴向伸长 径向缩小d 轴向缩短 径向缩小答案 a解析 据楞次定律的扩展含义可判a选项正确 2 电磁感应中的电路问题 1 在电磁感应现象中 导体切割磁感线或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势 该导体或回路相当于电源 因此 电磁感应问题往往与电路问题联系在一起 2 解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法 用法拉第电磁感应定律和楞次定律 右手定则 确定感应电动势的大小和方向 确定内电路和外电路 画等效电路图 运用闭合电路欧姆定律 串 并联电路的性质 电功率等公式求解 3 与上述问题相关的几个知识点 图中mn和pq为竖直方向的两平行长直金属导轨 间距l为0 4m 电阻不计 导轨所在平面与磁感应强度b为0 50t的匀强磁场垂直 质量m为6 0 10 3kg 电阻为1 0 的金属杆ab始终垂直于导轨 并与其保持光滑接触 导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3 0 的电阻r1 当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑 整个电路消耗的电功率p为0 27w 重力加速度取10m s2 试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值r2 答案 v 4 5m s r2 6 0 解析 由能量守恒 有mgv p代入数据解得v 4 5m s又e blv设电阻r1与r2的并联电阻为r外 ab棒的电阻为r 3 电磁感应中的力学问题 1 通电导体在磁场中将受到安培力作用 电磁感应问题往往和力学问题联系在一起 解决的基本方法是 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 求回路中的电流 分析导体受力情况 包括安培力在内的全面受力分析 根据平衡条件或牛顿第二定律列方程 2 两种状态处理 导体处于平衡态 静止或匀速直线运动状态 处理方法 根据平衡条件合外力为零列式分析 导体处于非平衡态 处理方法 根据牛顿第二定律进行动态分析 或结合功能关系分析 3 电磁感应中的动力学临界问题 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 如图所示 处于方向竖直向上的匀强磁场中的两根足够长 电阻不计的光滑平行金属导轨相距l 导轨平面与水平面成 角 上端连接阻值为r的电阻 导轨下端为一光滑圆弧 末端水平 离水平地面高h 质量为m 电阻不计的金属棒放在两导轨上 棒与导轨垂直并保持良好接触 求 1 金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小 2 当金属棒下滑速度稳定时 速度的大小 3 金属棒脱离轨道后 做平抛运动 最后落在水平地面上时的水平位移 4 金属棒平抛过程中 产生的感应电动势是否改变 若不变大小为多少 解析 1 金属棒开始下滑的初速度为零 受重力和支持力作用 由牛顿第二定律mgsin ma 得a gsin 2 金属棒运动稳定后 速度为v 受重力 轨道的支持力和安培力作用 4 金属棒做平抛运动中 水平方向切割磁感线的速度不变 竖直方向不切割磁感线 所以产生的感应电动势大小不变 e blv 4 电磁感应中的图象问题电磁感应中常涉及磁感应强度b 磁通量 感应电动势e和感应电流i随时间t变化的图象 即b t图象 t图象 e t图象和i t图象 对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况 还常涉及感应电动势e和感应电流i随线圈位移x变化的图象 即e x图象和i x图象 这些图象问题大体上可分为两类 由给定的电磁感应过程中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 求解相应的物理量 不管是何种类型 电磁感应中的图象问题常需利用右手定则 楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决 从近几年高考试题可以看出 新课改自主命题呈现以下特点 1 高考对本章考查题型多是选择题或分值较高的计算题 以中档题为主 2 考查的内容集中在楞次定律的应用及法拉第电磁感应定律与力学 能量 电路 图象的综合应用上 这些都是本章的主干知识 重点知识 1 2010 安徽理综 20 如图所示 水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场 两个边长相等的单匝闭合正方形线圈 和 分别用相同材料 不同粗细的导线绕制 为细导线 两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落 再进入磁场 最后落到地面 运动过程中 线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界 设线圈 落地时的速度大小分别为v1 v2 在磁场中运动时产生的热量分别为q1 q2 不计空气阻力 则 a v1q2d v1 v2 q1 q2解析 设单匝闭合正方形线框边长为l 导线横截面积为s0 密度为 电阻率为 则其刚进入磁场时的加速度 答案 d点评 本题考查的知识点有 电阻定律 牛顿第二定律 功的公式以及功与能量转化的关系 要求考生具有较强的综合分析能力 本题难度较大 2 2010 天津理综 11 如图所示 质量m1 0 1kg 电阻r1 0 3 长度l 0 4m的导体棒ab横放在u型金属框架上 框架质量m2 0 2kg 放在绝缘水平面上 与水平面间的动摩擦因数 0 2 相距0 4m的mm nn 相互平行 电阻不计且足够长 电阻r2 0 1 的mn垂直于mm 整个装置处于竖直向上的匀强磁场中 磁感应强度b 0 5t 垂直于ab施加f 2n的水平恒力 ab从静止开始无摩擦地运动 始终于mm nn 保持良好接触 当ab运动到某处时 框架开始运动 设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力 g取10m s2 1 求框架开始运动时ab速度v的大小 2 从ab开始运动到框架开始运动的过程中 mn上产生的热量q 0 1j 求该过程ab位移x的大小 解析 1 ab对框架的压力f1 m1g 框架受水平面的支持力fn m2g f1 依题意 最大静摩擦力等于滑动摩擦力