高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元复习.ppt

电磁感应 单元复习 三门中学刘堂锦 Partone知识梳理 目录 第1部分 电磁感应现象的发现 第2部分 电磁感应的规律 第4部分 电磁感应现象及应用 第3部分 电磁感应的本质 现象 规律 本质 应用 磁通量 感应电流 感应电动势 楞次定律 法拉第电磁感应定律 左手定则 安培定则 右手定则 电磁感应 互感 自感 涡流 思维导图 奥斯特发现 电流的磁效应 法拉第发现 电磁感应现象 发现史 磁通量的变化 感应电动势 感应电流 条件 结果 结果 三种情况1 S不变 B变化2 B不变 S变化3 B和S同时变化 S变化 B变化 产生 闭合回路 涡流电磁阻尼和电磁驱动 Parttwo典型问题 一 电荷量q问题 例1 如图甲所示 有一面积为S1 120cm2的金属环 电阻为R 0 1 环中面积为S2 100cm2的圆形区域内存在垂直于金属环平面向里的匀强磁场 磁场的变化规律如图乙所示 在0 1s到0 2s时间内 通过金属环的电荷量是多少 由法拉第电磁感应定律 由闭合电路的欧姆定律 通过金属环截面的电荷量 解析 一 电荷量q问题 例2 如图所示 一边长为a 电阻为R的单匝线框ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场 在这一过程中 通过导线框的电荷量是多少 解析 线框进入磁场产生的感应电动势 由闭合电路的欧姆定律 通过金属环截面的电荷量 一 电荷量q问题 变式1 如图所示 一边长为a 电阻为R的n匝线框ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场 在这一过程中 通过导线框的电荷量是多少 解析 解析 线框进入磁场产生的感应电动势 由闭合电路的欧姆定律 通过金属环截面的电荷量 一 电荷量q问题 变式2 如图所示 一边长为a 电阻为R的单匝线框ABCD在外力作用下向右进入磁感应强度为B的匀强磁场 在这一过程中 通过导线框的电荷量是多少 解析 通过金属环截面的电荷量 电流的平均值 解得 一 电荷量q问题 变式3 如图所示 一半径为a 电阻为R的圆形线框在外力作用下以速度v向右匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场 在这一过程中 通过导线框的电荷量是多少 解析 通过金属环截面的电荷量 一 电荷量q问题 拓展1 如图甲所示 一个电阻为R面积为S的矩形导线框abcd 水平放置在匀强磁场中 磁场的磁感应强度为B 方向与ad边垂直并与线框平面成45 角 OO 分别是ab和cd边的中点 现将线框右半边ObcO 绕OO 逆时针旋转90 到图乙所示位置 在这一过程中 导线中通过的电荷量是多少 解析 一 电荷量q问题 总结归纳 电荷量q的计算 一 电荷量q问题 拓展2 如图所示 放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和PQ之间宽度为L 置于磁感应强度为B的匀强磁场中 B的方向垂直于导轨平面 导轨左端接有阻值为R的电阻 其他部分不计 导轨右端接一电容为C的电容器 长为2L的金属棒a放在导轨PQ上与导轨垂直且接触良好 设导轨长度比2L长得多 现将金属棒以a端为轴以角速度 沿导轨平面顺时针旋转90 角 在这一过程中通过电阻R的总电荷量是多少 解析 金属棒从b转到f的过程 金属棒转到f的瞬间 电容器所带的电荷量 总电荷量 二 焦耳热Q问题 例3 如图甲所示 有一面积为S1 120cm2的金属环 电阻为R 0 1 环中面积为S2 100cm2的圆形区域内存在垂直于金属环平面向里的匀强磁场 磁场的变化规律如图乙所示 在10s时间内 金属环产生的焦耳热是多少 由法拉第电磁感应定律 由闭合电路的欧姆定律 解析 金属环产生的焦耳热 二 焦耳热Q问题 例题4 如图所示 磁感应强度为B的匀强磁场竖直向上穿过水平放置的固定金属框架 框架宽为L 右端接有电阻R 一根质量为m 电阻为r的金属棒以初速度v0沿框架向左运动 金属棒在整个运动过程中 电阻R上产生的热量是多少 解析 二 焦耳热Q问题 变式 如图所示 磁感应强度为B的匀强磁场竖直向上穿过水平放置的固定金属框架 框架宽为L 右端接有电阻R 一根质量为m 电阻为r的金属棒以初速度v0沿框架向左运动 棒与框架的动摩擦因数为 测得棒在整个运动过程中 通过任一截面的电量为q 求 电阻R上产生的热量 解析 通过棒的电荷量 棒的位移 能量守恒 解得