高中物理 第四章 电磁感应章末复习方案与全优评估课件 新人教版选修32.ppt

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 楞次定律说明电磁感应现象是符合能量守恒定律的 因此我们可以将楞次定律的含义推广为 感应电流的效果 总是要反抗产生感应电流的原因 这些原因包括外磁场变化 相对位置变化 相对面积变化和导体中电流变化 这样运用推广的含义解题 特别是判断闭合导体的运动要比应用楞次定律本身去判断简便得多 例证1 2011 上海高考 如图4 1 均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置 当a绕o点在其所在平面内旋转时 b中产生顺时针方向的感应电流 且具有收缩趋势 由此可知 圆环a 图4 1a顺时针加速旋转b 顺时针减速旋转c 逆时针加速旋转d 逆时针减速旋转 解析 由楞次定律 欲使b中产生顺时针电流 则a环内磁场应向里减弱或向外增强 ra环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速 由于b环又有收缩趋势 说明a环外部磁场向外 内部向里 故选b 答案 b 1 电磁感应中常涉及磁感应强度b 磁通量 感应电动势e 感应电流i 安培力f安或外力f外随时间t变化的图像 即b t图 t图 e t图 i t图 f t图 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随位移x变化的图像 即e x图 i x图等 2 这些图像问题大体上可分为两类 由给定的电磁感应过程选出或画出正确图像 由给定的有关图像分析电磁感应过程 求解相应的物理量 不管是何种类型 电磁感应中的图像问题常需利用右手定则 左手定则 楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决 例证2 2012 新课标全国卷 如图4 2 一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内 线框在长直导线右侧 且其长边与长直导线平行 已知在t 0到t t1的时间间隔内 直导线中电流i发生某种变化 而线框图4 2中的感应电流总是沿顺时针方向 线框受到的安培力的合力先水平向左 后水平向右 设电流i正方向与图中箭头所示方向相同 则i随时间t变化的图线可能是 图4 3 解析 因通电导线周围的磁场离导线越近磁场越强 而线框中左右两边的电流大小相等 方向相反 所以受到的安培力方向相反 导线框的左边受到的安培力大于导线框的右边受到的安培力 所以合力与左边导线框受力的方向相同 因为线框受到的安培力的合力先水平向左 后水平向右 根据左手定则 导线框处的磁场方向先垂直纸面向里 后垂直纸面向外 根据右手螺旋定则 导线中的电流先为正 后为负 所以选项a正确 选项b c d错误 答案 a 1 通电导体在磁场中会受到安培力的作用 所以电磁感应问题往往和力学问题有着千丝万缕的联系 解决这类问题的基本方法是 利用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电路中电动势的大小和方向 利用闭合电路欧姆定律计算回路中的感应电流 分析导体的受力情况 列出动力学方程或平衡方程并求解 2 分析求解时的注意事项 分析导体的受力情况时注意左手定则的使用方法 以及摩擦力 弹力的被动力特点 根据导体的受力特点 恰当选择力学规律 例如运动学公式 动力学方程等 不同的状态对应不同的物理规律 关键是根据不同的物理情景选择合适的规律加以综合运用 例证3 2011 海南高考 如图4 4 ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨 mn和m n 是两根用细线连接的金属杆 其质量分别为m和2m 竖直向上的外力f作用在杆mn上 使两杆水平静止 并刚好与导图4 4轨接触 两杆的总电阻为r 导轨间距为l 整个装置处在磁感应强度为b的匀强磁场中 磁场方向与导轨所在平面垂直 导轨电阻可忽略 重力加速度为g 在t 0时刻将细线烧断 保持f不变 金属杆和导轨始终接触良好 求 1 细线烧断后 任意时刻两杆运动的速度之比 2 两杆分别达到的最大速度 1 分析角度电磁感应过程伴随着不同形式能量的转化 因此 从功和能的观点入手 分清楚电磁感应过程中能量转化的关系 尤其注意安培力的功与电能变化的对应关系 这是解决电磁感应问题的重要途径之一 2 求解方法 1 利用电磁感应中产生的电能等于克服安培力做的功求解 2 利用能量守恒定律求解 产生的电能等于开始的机械能总和与最后的机械能总和之差 3 利用电路特征求解 通过电路中所产生的电能计算公式 例如q i2rt 求解 例证4 在倾角为 的光滑斜面上 存在着两个磁感应强度大小相同的匀强磁场 其方向一个垂直于斜面向上 一个垂直于斜面向下 如图4 5所示 它们的宽度均为l 一个质量图4 5为m 边长也为l的正方形线框以速度v进入上部磁场时 恰好做匀速运动 1 当ab边刚越过边界ff 时 线框的加速度为多大 方向如何 2 当ab边到达