高中物理 第一章 电磁感应章末整合课件 粤教版选修32.ppt

专题一用楞次定律 或右手定则 判断电磁感应现象中感应电流的方向 在电磁感应现象 中 所产生的感应电流的方向可以利用楞次定律 或右手定则 进行直接判断 也可以利用楞次定律的推广形式进行判断 1 利用楞次定律判断感应电流方向的一般思路在特定的情况下 也可以利用楞次定律的推广形式判断感应电流的方向 具体的方法是 感应电流具有这样的方向 它总是阻碍物体之间的相对运动的发生 例题 如图1 1所示 闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁 磁铁的n极朝下但未插入线圈内部 当磁铁向上运动 时 图1 1 a 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同 磁铁与 线圈相互吸引 b 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同 磁铁与 线圈相互排斥 c 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反 磁铁与 线圈相互吸引 d 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反 磁铁与 线圈相互排斥 解析 磁铁的n极下方区域的磁感线向下 因此 磁铁的n极朝下但未插入线圈内部时 穿过线圈的磁场方向向下 穿过线圈的磁感线指向向下 当磁铁向上运动时 穿过线圈的磁通量的变化是 向下减小 根据楞次定律 闭合线圈中会产生感应电流 电流的磁场方向应向下 补充磁通量减小 再根据安培定则 可以判断 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反 且磁铁与线圈相互吸引 答案 c 2 利用右手定则判断感应电流方向的一般思路 例题 如图1 2所示 cdef是金属框 当导体ab向右移动时 有关导体ab中的电流方向 下列说法中正确的是 图1 2 a 导体ab中无感应电流 b 感应电流方向先从a b 后从b ac 感应电流方向从a bd 感应电流方向从b a 解析 导体ab中有感应电流 根据右手定则 感应电流方向从a b 而cd中电流的方向为c d ef中电流的方向为f e 答案 c 专题二 用法拉第电磁感应定律进行计算 在电磁感应现象中 闭合回路中因磁通量发生变化会产生感应电流 就其本质而言 是在电磁感应现象中 回路中产生了感应电动势 如果回路是闭合的 回路中就会有感应电流 如果回路不是闭合的 则回路中没有感应电流 但感应电动势仍然是存在的 感应电动势的大小计算可以利用法拉第电磁感应定律进行计算 而闭合回路中的感应电流则可以利用欧姆定律计算 这类问题也是本章的重点 由于感应电流产生的过程伴随着有能量的转化 因此 在电磁感应现象中 也存在能量守恒定律的应用 计算电动势的一般思路 1 利用公式e n t 例题 如图1 3所示 两根电阻不计 间距为l的平行金属导轨 一端接有阻值为r的电阻 导轨上垂直搁置一根质量为m 电阻为r的金属棒 整个装置处于竖直向上磁感强度为b的匀强磁场中 现给金属棒施一冲量 使它以初速v0向左滑行 设棒与导轨间的动摩擦因数为 金属棒从开始运动到停止的整个过程中 通过电阻r的电量为q 求 导轨足够长 1 金属棒沿导轨滑行的距离 2 在运动的整个过程中消耗的电能 图1 3 答案 见解析 2 利用导体做切割磁感线运动产生的感应电动势e blv 进行计算的一般思路 在公式e blv的应用中 必须注意 1 公式e blv只适用于导体做切割磁感线运动 平动 而 产生的感应电动势的计算 且磁场是匀强磁场 导体的运动方向与磁场方向垂直 l是切割磁感线的有效长度 2 当导体的运动方向与磁场方向间的夹角为 时 则e blvsin 例题 如图1 4所示 直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中 ab是一段长为l 电阻为r的均匀导线 ac和bc的电阻可不计 ac长度为l 2 磁场的磁感强度为b 方向垂直于纸面向里 现有一段长度为l 2 电阻为r 2的均匀导体杆mn架在导线框上 开始时紧靠ac 然后沿ac方向以恒定速度v向b端滑动 滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触 当mn滑过的距离为l 3时 导线ac中的电流是多大 方向如何 图1 4 解析 mn滑过的距离为l 3时 它与bc的接触点为p 如图所示由几何关系可知mp长度为l 3 mp中的感应电动势 根据右手定则 mp中的感应电流的方向由p流向m 所以电流iac的方向由a流向c 答案 见解析 1 双选 2011年山东卷 如图1 5所示 两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计 两质量 长度均相同的导体棒c d 置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处 磁场宽为3h 方向与导轨平面垂直 先由静止释放c c刚进入磁场即匀速运动 此时再由静止释放d 两导体棒与导轨始终保持良好接触 用ac表示c的加速度 ekd表示d的动能 xc xd分别表示c d相对释放点的位移 则以下四个图象中正确的是 图1 5 加速度为0 在d下落h的过程中 h gt2 c匀速下降了xc 解析 开始时c的加速度为g c刚进入磁场即匀速运动 12 gt t 2h d进入磁场后 c d又只在重力作用下运动 加速度为g 一起运动了h c出磁场 这时c的加速度仍为g 因此a错误 b正确 c出磁场后 d这时受到重力和向上的安培力 并且合力向上 开始做减速运动 当运动了2h后 d出磁场 又做加速运动 所以c错误 d正确 答案 bd 2 2011年浙江卷 如图1 6甲所示 在水平面上固定有长为l 2m 宽为d 1m的金属 u 形导轨 在 u 形导轨右侧l 0 5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场 且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示 在t 0时刻 质量为m 0 1kg的导体棒以v0 1m s的初速度从导轨的左端开始向右运动 导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 0 1 导轨与导体棒单位长度的电阻均为 0 1 m 不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响 取g 10m s2 1 通过计算分析4s内导体棒的运动情况 2 计算4s内回路中电流的大小 并判断电流方向 3 计算4s内回路产生的焦耳热 图1 6 解 1 导体棒先在无磁场区域做匀减速运动 有 代入数据解得 t 1s x 0 5m 导体棒没有进入磁场区 域 导体棒在1s末已经停止运动 以后一直保持静止 离左端 位置仍为x 0 5m 2 前2s磁通量不变 回路电动势和电流分别为e 0 i 0 回路的总长度为5m 因此回路的总电阻为r 5 0 5 根据楞次定律 在回路中的电流方向是顺时针方向 3 前2s电流为零 后2s有恒定电流 焦耳热为q i2rt 0 04j 3 2010年广东卷 如图1 7所示 平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域 细金属棒pq沿导轨从mn处匀速运动到m n 的过程中 棒上感应电动势e随时间t变化的图示 可 能正确的是 图1 7 解析 导线做匀速直线运动切割磁感线时 e blv 是常数 开始没有切割磁感线 就没有电动势 最后一段也没有切 割 答案 a 4 2010年新课标卷 如图1 8所示 两个端面半径同为r的圆柱形铁芯同轴水平放置 相对的端面之间有一缝隙 铁芯上绕导线并与电源连接 在缝隙中形成一匀强磁场 一铜质细直棒ab水平置于缝隙中 且与圆柱轴线等高 垂直 让铜棒从静止开始自由下落 铜棒下落距离为0 2r时铜棒中电动势大小为e1 下落距离为0 8r时电动势大小为e2 忽略涡流损耗和边缘效应 关于e1 e2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性 下列判断正确的是 图1 8 a e1 e2 a端为正b e1 e2 b端为正c e1 e2 a端为正d e1 e2 b端为正 答案 d 5 2010年江苏卷 如图1 9所示 两足够长的光滑金属导轨竖直放置 相距为l 一理想电流表与两导轨