【立体设计】高考历史 第9章 第1节 电磁感应现象 电磁感应定律及应用知识研习课件 鲁科版选修32.ppt

1 了解电磁感应现象的发现过程 体会人类探索自然规律的科学态度 2 理解感应电流产生的条件 了解电磁感应在生活和生产中的应用 3 理解楞次定律 掌握法拉第电磁感应定律 4 了解自感现象和涡流现象 能列举自感和涡流现象在生产和生活中的应用 本部分内容是高考考查的重点 且多为计算题 分值高 难度大 具有较高的区分度 法拉第电磁感应定律 几乎是高考的必考点 一般以计算题或选择题的形式出现 并且与力学知识相结合 电磁场的问题是高考的热点 随着高中 课程标准 的实施 高考改革的深化 这方面的问题依然是考查的重点 带电粒子 金属棒 线圈等在电 磁场中的运动问题几乎是必考的内容 由于电磁感应的题大多与实际问题相联系 往往综合性较强 与前面的知识联系较多 涉及力和运动 能量 直流电路 安培力等多方面的知识 解题时一般从以下两个方面分析 1 受力情况 运动情况的动态分析 2 功能分析 电磁感应过程往往涉及多种形式能量的转化 力学 电学与本章内容结合的题目是复习中应强化训练的重要内容 1 电磁感应现象 1 产生感应电流的条件 穿过闭合电路的发生变化 即 0 2 电磁感应 因变化而产生的现象 3 引起磁通量变化的常见情况 闭合电路的做切割磁感线运动 线圈绕于磁场的轴转动 磁感应强度b发生变化 磁通量 磁通量 电流 部分导体 垂直 4 感应电动势产生的条件无论电路闭合与否 只要穿过线圈的发生变化 电路中就一定有感应电动势产生 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 如果则产生感应电流 如果则只有感应电动势而无感应电流 磁通量 产生感应电动势 回路 闭合 回路不闭合 2 感应电动势 1 感应电动势 在中产生的电动势 产生感应电动势的那部分导体就相当于 2 感应电流与感应电动势的关系 感应电流的大小由感应电动势和闭合回路的总电阻共同决定 三者的大小关系遵守 即 电磁感应现象 电源 闭合电路欧姆定律 3 法拉第电磁感应定律 1 内容 电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的成正比 2 公式 e 3 导体切割磁感线时的感应电动势 e 其中 为的夹角 磁通量变化率 blvsin 速度与磁场方向 4 电磁感应定律的应用 1 涡流当线圈中的电流随时间变化时 线圈附近的任何导体中都会产生像状的感应电流 2 磁卡和动圈式话筒 磁卡机记录信息利用的是磁化 读取信息利用的 动圈式话筒是利用把声音信号转变为电信号的 旋涡 电磁感应 话筒 案例1 2010 江苏高考 一矩形线框置于匀强磁场中 线框平面与磁场方向垂直 先保持线框的面积不变 将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的两倍 接着保持增大后的磁感应强度不变 在1s时间内 再将线框的面积均匀地减小到原来的一半 先后两个过程中 线框中感应电动势的比值为 答案 b 即时巩固1 有一面积为s 100cm2的金属环 电阻为r 0 1 环中磁场变化规律如图所示 且磁场方向垂直环面向里 在t1到t2时间内 环中感应电流的方向如何变化 通过金属环的电荷量为多少 解析 1 由楞次定律 可以判断金属环中感应电流方向为逆时针方向 答案 感应电流方向为逆时针方向0 01c考点二导体切割磁感线所产生感应电动势的计算1 导体平动切割磁感线所产生感应电动势的计算 1 当l v与b两两垂直 且导体上各点以相同的速率在匀强磁场中切割磁感线时 产生的感应电动势大小为 e blv 2 当l b l v 而b与v成 夹角时 如图甲所示 导体切割磁感线产生的感应电动势大小为 e blvsin 甲 甲 乙 3 若导线是曲折的 则l应是导线的有效切割长度 即为导线两端点在v b所决定平面的垂线上的投影长度 如图乙所示的3种情况 感应电动势相同 4 公式e blv中 若v为一段时间内的平均速度 则e为平均感应电动势 若v为瞬时速度 则e为瞬时感应电动势 2 导体转动切割磁感线所产生感应电动势的计算 案例2 2009 山东理综 如图所示 一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路 虚线mn右侧有磁感应强度为b的匀强磁场 方向垂直于回路所在的平面 回路以速度v向右匀速进入磁场 直径cd始终与mn垂直 从d点到达边界开始到c点进入磁场为止 下列结论正确的是 a 感应电流方向不变b cd段直导线始终不受安培力c 感应电动势最大值em bav 答案 a c d 即时巩固2 2011 安徽理综 如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场 磁感应强度为b 电阻为r 半径为l 圆心角为45 的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的o轴以角速度 匀速转动 o轴位于磁场边界 则线框内产生的感应电流的有效值为 a b c d 解析 扇形闭合导线框切割磁感线的有效长度始终是半径l 各点的平均速度 导线框进磁场和出磁场时有感应电流产生 由法拉第电磁感应定律和有效值的定义有 可得 故d正确 a b c错误 答案 d 案例3 半径为a的圆形区域内有均匀磁场 磁感应强度为b 0 2t 磁场方向垂直纸面向里 半径为b的金属圆环与磁场同心放置 磁场与环面垂直 其中a 0 4m b 0 6m 金属圆环上分别接有灯l1 l2 两灯的电阻均为r0 2 一金属棒mn与金属圆环接触良好 棒与环的电阻均忽略不计 1 若棒以v0 5m s的速率在环上向右匀速滑动 求棒滑过圆环直径oo 的瞬间 如图所示 mn中的电动势和流过灯l1的电流 2 撤去中间的金属棒mn 将右面的半圆环ol2o 以oo 为轴向上翻转90 若此时磁场随时间均匀变化 其变化率为t s 求l1的功率 解析 1 棒通过圆环直径时切割磁感线的有效长度l 2a 棒中产生的感应电动势为e blv b 2av0 0 2 0 8 5v 0 8v 当不计棒和圆环的电阻时 直径oo 两端的电压u e 0 8v 通过灯l1的电流为 2 右半圆环上翻90 后 穿过回路的磁场有效面积为原来的一半 s a2 磁场变化时回路中产生的感应电动势为由于l1 l2两灯相同 圆环电阻不计 所以每个灯的电压均为l1的功率为 答案 1 0 8v0 4a 2 1 28 10 2w 即时巩固3 如图 金属杆ab放在光滑的水平金属导轨上 与导轨组成闭合矩形电路 长