高三物理二轮 精彩回扣15天 第9天电磁感应与电路课件.ppt

考前倒计时 第9天 5月29日 电磁感应与电路 第三部分精彩回扣15天 热点熟记 写个公式得2分一 电磁感应现象1 磁通量变化的常见情况 1 闭合电路中的部分导线做切割磁感线运动导致 变化 2 线圈在磁场中转动导致 变化 3 磁感应强度随时间或位置变化 或闭合回路变化导致 变化注意 磁通量的变化 应注意方向的变化 如某一面积为s的回路原来的感应强度垂直纸面向里 后来磁感应强度的方向恰好与原来相反 则回路中磁通量的变化量为2bs 而不是零 2 产生感应电流的条件 闭合回路中磁通量发生变化 3 产生感应电动势的条件 无论回路是否闭合 只要穿过线圈的磁通量发生变化 线圈中就有感应电动势产生 产生感应电动势的那部分导体相当于电源 电磁感应现象的实质是产生感应电动势 如果回路闭合 则有感应电流 如果回路不闭合 则只能出现感应电动势 而不会形成持续的电流 我们看变化是看回路中的磁通量变化 而不是看回路外面的磁通量变化 二 感应电流方向的判定1 右手定则 伸开右手 使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内 让磁感线垂直穿过手心 手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直 大拇指指向导线运动的方向 四指所指的方向即为感应电流方向 2 楞次定律 1 楞次定律 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 2 对 阻碍 的理解这里的 阻碍 不可理解为 相反 感应电流产生的磁场的方向 当原磁场增加时 则与原磁场方向相反 当原磁场减弱时 则与原磁场方向相同 也不可理解为 阻止 这里是阻而未止 3 楞次定律的另一种表达 感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因 即由电磁感应现象而引起的一些受力 相对运动 磁场变化等都有阻碍原磁通量变化的趋势 4 楞次定律应用时的步骤 先看原磁场的方向如何 再看磁通量的变化 增强还是减弱 根据楞次定律确定感应电流磁场的方向 再利用安培定则 根据感应电流磁场的方向来确定感应电流方向 图1 方法巧用 用个巧法速破题1 楞次定律的理解与应用理解楞次定律要注意四个层次 谁阻碍谁 是感应电流的磁通量阻碍原磁通量 阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化而不是磁通量本身 如何阻碍 当磁通量增加时 感应电流的磁场方向与原磁场方向相反 当磁通量减小时 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同 即 增反减同 结果如何 阻碍不是阻止 只是延缓了磁通量变化的快慢 结果是增加的还是增加 减少的还是减少 另外 阻碍 表示了能量的转化关系 正因为存在阻碍作用 才能将其它形式的能量转化 故整个回路的感应电动势e 0 但是ad和bc边由于做切割磁感线运动 仍分别产生感应电动势ead ebc blv 对整个回路来说 ead和ebc方向相反 所以回路的总电动势e 0 感应电流也为零 虽然e 0 但仍存在电势差 uad ubc blv 相当于两个相同的电源ad和bc并联 图2 5 电路分析在电磁感应中 切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势 该导体或回路就相当于电源 将它们接上电容器 便可使电容器充电 将它们接上电阻等用电器 便可对用电器供电 在回路中形成电流 因此 电磁感应问题又往往跟电路问题联系在一起 解决这类电磁感应中的电路问题 不仅要应用电磁感应的有关规律 如右手定则 楞次定律和法拉第电磁感应定律等 还要应用电路中的有关规律 如欧姆定律 串并联电路的性质等 要将电磁感应 电路的知识 甚至和力学知识综合起来应用 其主要步骤是 1 确定电源 产生感应电流或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 利用楞次定律确定其正负极 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 如无感应电流 则可以假设电流如果存在时的流向 2 分析电路结构 画出等效电路图 这一步的实施的本质是确定 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 主要还是欧姆定律 串并联电路 电功 电热 例1 绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上 铁芯上套着一个铝环 线圈与电源 电键相连 如图3所示 线圈上端与电源正极相连 闭合电键的瞬间 铝环向上跳起 则下列说法正确的是 图3 a 若保持电键闭合 则铝环不断升高b 若保持电键闭合 则铝环停留在某一高度c 若保持电键闭合 则铝环跳起到某一高度后将回落d 如果电源的正 负极对调 观察到的现象不变解析若保持电键闭合 磁通量不变 感应电流消失 所以铝环跳起到某一高度后将回落 a b错误 c正确 正 负极对调 同样磁通量增加 由楞次定律可知 铝环向上跳起 d正确 答案cd 图4 导轨oa与oca相交处的o点和a点分别接有体积可忽略的定值电阻r1和r2 其中r1 4 0 r2 12 0 现有一足够长 质量m 0 10kg的金属棒mn在竖直向上的外力f作用下 以v 3 0m s的速度向上匀速运动 设棒与两导轨接触良好 除电阻r1 r2外其余电阻不计 g取10m s2 求 1 金属棒mn在导轨上运动时感应电流的最大值 2 外力f的最大值 3 金属棒mn滑过导轨oc段 整个回路产生的热量 答案 1 1 0a 2 2 0n 3 1 25j 6 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变化的图线 即b t图线 t图线 e t图线和i t图线 对于切割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和感应电流随位移x变化的图线 即e x图线和i x图线 这些图象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感应电流的方向和感应电流的大小 例3 如图5所示 一个边长为a 电阻为r的等边三角形线框在外力作用下以