高考物理一轮复习 第9章 电磁感应 第3讲 电磁感应的综合应用课件 新人教版选修32.ppt

第九章电磁感应 选修3 2 第3讲电磁感应的综合应用 知识梳理自测 3 电势 在外电路中 电流由 电势流向 电势 在内电路中 电流由 电势流向 电势 电磁感应中的电路问题 磁通量 ir 高 低 低 高 思考 如图所示 mon是固定导轨 金属棒与导轨接触良好 在拉力f作用下向右运动 1 图中电路相当于电源的部分是 2 闭合电路中的感应电流方向沿 方向 3 路端电压是闭合电路外电路的电压 等于该图中 部分电路的分压 金属棒的ab部分 逆时针 aob 电磁感应中的动力学问题 2 安培力的方向 1 用左手定则判断 先用 定则判断感应电流的方向 再用左手定则判定安培力的方向 2 用楞次定律判断 安培力的方向一定与导体切割磁感线的运动方向 选填 相同 或 相反 右手 相反 1 能量转化 感应电流在磁场中受安培力 外力克服安培力做功 将 转化为 电流做功再将电能转化为 的能 2 转化实质 电磁感应现象的能量转化 实质是其他形式的能与 之间的转化 电磁感应中的能量问题 机械能 电能 其他形式 电能 思维辨析 1 在电磁感应电路中 产生电流的那部分导体相当于电源 2 安培力做正功的过程是将电能转化为机械能的过程 3 物体克服安培力做功的过程是将其他形式的能量转化为电能的过程 答案 1 2 3 b bd c b 核心考点突破 1 问题归类 1 以部分电路欧姆定律为中心 包括六个基本物理量 电压 电流 电阻 电功 电功率 电热 三条定律 部分电路欧姆定律 电阻定律和焦耳定律 以及若干基本规律 串 并联电路特点等 2 以闭合电路欧姆定律为中心 讨论电动势概念 闭合电路中的电流 路端电压以及闭合电路中能量的转化 电磁感应中的电路问题 2 基本方法 1 确定电源 先判断产生电磁感应现象的是哪一部分导体 该部分导体可视为电源 2 分析电路结构 画等效电路图 3 利用电路规律求解 主要有欧姆定律 串并联规律等 3 误区分析 1 不能正确分析感应电动势及感应电流的方向 因产生感应电动势的那部分电路为电源部分 故该部分电路中的电流应为电源内部的电流 而外电路中的电流方向仍是从高电势到低电势 2 应用欧姆定律分析求解电路时 没有注意等效电源的内阻对电路的影响 3 对连接在电路中电表的读数不能正确进行分析 特别是并联在等效电源两端的电压表 其示数应该是路端电压 而不是等效电源的电动势 1 根据图乙写出ab bc段对应的i与 的关系式 2 求出图乙中b c两点对应的p两端的电压ub uc 3 分别求出ab bc段流过p的电流ip与其两端电压up的关系式 解题探究 1 哪一部分相当于电源 如何求电动势 2 ab段电子元件p是否处于导通状态 类题演练1 b 解决动力学问题的基本思路 电磁感应中的动力学问题 3 电磁感应与力学综合要重视动态分析 一般顺序为 感应电动势 感应电流 导体棒受安培力 合力变化 加速度变化 速度变化 感应电动势变化 周而复始地循环 直到a 0或a恒定 最后达到稳定状态 1 如图甲 金属导轨的一端接一个内阻为r的直流电源 撤去外力后导体棒仍能静止 求直流电源电动势 2 如图乙 金属导轨的一端接一个阻值为r2的定值电阻 撤去外力让导体棒由静止开始下滑 在加速下滑的过程中 当导体棒的速度达到v时 求此时导体棒的加速度 3 求 2 问中导体棒所能达到的最大速度 解题探究 1 撤去外力后 导体棒静止在导轨上的条件是什么 2 导体棒速度为v时受几个力 合力为多少 3 导体棒达到最大速度的受力特点是什么 答案 1 安培力与重力的下滑分力大小相等 2 重力 安培力 支持力 合力沿导轨平面向下 大小等于ma 3 合力为零 类题演练2 acd a 金属棒ab一直加速下滑b 金属棒ab最终可能匀速下滑c 金属棒ab下滑过程中m板电势高于n板电势d 带电微粒可能先向n板运动后向m板运动 解析 金属棒沿光滑导轨加速下滑 棒中有感应电动势而对电容器充电 充电电流通过金属棒时受安培力作用 只有金属棒速度增大时才有充电电流 因此总有mgsin bil 0 所以金属棒将一直加速 a正确 b错误 由右手定则可知 金属棒a端 m板 电势高 c项正确 若微粒带负电 则静电力向上与重力反向 开始时静电力较小 如果静电力小于重力 微粒向下加速 当静电力增大到大于重力时 微粒的加速度向上 可以向下减速到零后再向上运动 d正确 电磁感应中的能量问题 2 求解电能应分清两类情况 1 若回路中电流恒定 可以利用电路结构及w uit或q i2rt直接进行计算 2 若电流变化 则 利用安培力做功求解 电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功 利用能量守恒求解 若只有电能与机械能的转化 则减少的机械能等于产生的电能 3 解题的一般步骤 1 确定研究对象 导体棒或回路 2 弄清电磁感应过程中 哪些力做功 哪些形式的能量相互转化 3 根据能量守恒定律或功能关系列式求解 1 棒在匀加速运动过程中 通过电阻r的电荷量q 2 撤去外力后回路中产生的焦耳热q2 3 外力做的功wf 解题探究 1 计算通过电阻r的电荷量公式 2 撤去外力后回路中产生的焦耳热计算方法有哪几种 3 由题意知 撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比q1 q2 2 1 可得q1 3 6j 在棒运动的整个过程中 由功能关系可知wf q1 q2 由 式得wf 5 4j 答案 1 4 5c 2 1 8j 3 5 4