高中物理 第四章 电磁感应章末课件 新人教版选修32.ppt

章末总结,第四章电磁感应,内容索引,知识网络梳理知识构建网络,重点探究启迪思维探究重点,知识网络,电磁感应,电磁感应现象,现象,闭合电路中部分导体做运动闭合电路的发生变化,切割磁感线,磁通量,产生感应电流的条件：电路且变化能量转化：其他形式的能转化为电能或电能的转移,闭合,磁通量,适合判定产生的感应电流的方向右手定则、左手定则、安培定则的区别,内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要引起感应电流的磁通量的变化,理解,阻碍,感应电流总要阻碍的变化感应电流总要阻碍的相对运动,磁通量,导体和磁场,应用步骤,首先明确原磁场的和磁通量的，确定感应电流的磁场方向再用确定感应电流的方向),方向,增减,安培定则,右手定则,电磁感应,楞次定律(感应电流的方向),导体切割磁感线,电磁感应,法拉第电磁感应定律(感应电动势的大小,感应电动势,定义：在电磁感应现象中产生的电动势产生的条件：发生变化,磁通量,磁通量的变化率：内磁通量的变化,单位时间,法拉第电磁感应定律,en，适合求e的值,平均,切割公式,eblv，适合求e的值条件：b、l、v三者_,瞬时,互相垂直,电磁阻尼电磁驱动,自感现象,定义：发生变化而产生的电磁感应现象自感电动势：总是阻碍的变化自感系数l：与线圈的大小、形状、，以及是否有等因素有关应用和防止,涡流,定义：块状金属在的磁场中产生的环形感应电流,电磁感应,电磁感应现象自感现象及其应用(特殊的电磁感应现象,自身电流,自身电流,匝数,铁芯,应用,变化,互感现象,重点探究,1.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.感应电流的磁场方向不一定与原磁场方向相反，只有在磁通量增加时两者才相反，而在磁通量减少时两者是同向的.2.“阻碍”并不是“阻止”，而是“延缓”，回路中的磁通量变化的趋势不变，只不过变化得慢了.3.“阻碍”的表现：增反减同、来拒去留等.,一、楞次定律的理解与应用,例1如图1甲所示，圆形线圈p静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管q，p和q共轴，q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，图甲中箭头方向为电流正方向，p所受的重力为g，桌面对p的支持力为fn，则a.t1时刻fng，p有收缩的趋势b.t2时刻fng，此时穿过p的磁通量为0c.t3时刻fng，此时p中无感应电流d.t4时刻fng，故a正确；当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈p中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，线圈和磁铁间无相互作用力，故t2时刻fng，此时穿过p的磁通量不为0，故b错误；t3时刻螺线管中电流为零，但是线圈p中磁通量是变化的，因此此时线圈中有感应电流，故c错误；t4时刻电流不变时，其形成磁场不变，线圈p中磁通量不变，故d错误.,对图象的分析，应做到：(1)明确图象所描述的物理意义；(2)明确各种物理量正、负号的含义；(3)明确斜率的含义；(4)明确图象和电磁感应过程之间的对应关系.,二、电磁感应中的图象问题,例2如图2所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向.菱形闭合导线框abcd位于纸面内且对角线ac与虚线垂直，磁场宽度与对角线ac长均为d，现使线框沿ac方向匀速穿过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从c点进入磁场到a点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系图象可能是,图2,答案,解析,解析导线框abcd在进入左边磁场时，由楞次定律和安培定则可以判断出感应电流的方向应为正方向，选项b、c错误；当导线框abcd一部分在左磁场区，另一部分在右磁场区时，回路中的最大电流要加倍，方向与刚进入时的方向相反，选项d正确，选项a错误.,电磁感应中图象类选择题的两个常见解法1.排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项.2.函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断，这未必是最简捷的方法，却是最有效的方法.,求解电磁感应中电路问题的关键是分清楚内电路和外电路.“切割”磁感线的导体和磁通量变化的线圈都相当于“电源”，该部分导体的电阻相当于内电阻，而其余部分的电阻则是外电阻.,三、电磁感应中的电路问题,例3把总电阻为2r的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为b的匀强磁场中，如图3所示，一长度为2a、电阻等于r、粗细均匀的金属棒mn放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心o时，求：(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压umn；,答案,解析,图3,解析把切割磁感线的金属棒看成一个具有内阻为r、电动势为e的电源，两个半圆环看成两个并联电阻，画出等效电路如图所示.等效电源电动势为：eblv2bav.,电流方向从n流向m.根据闭合电路欧姆定律知，棒两端的电压为电源路端电压.umnir外bav,(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率.,答案,解析,解析圆环和金属棒上消耗的总热功率为：,电磁感应中电路问题的分析方法1.明确电路结构，分清内、外电路，画出等效电路图.2.根据产生感应电动势的方式计算感应电动势的大小，如果是磁场变化，由en计算；如果是导体切割磁感线，由eblv计算.3.根据楞次定律或右手定则判断感应电流的方向.4.根据电路组成列出相应的方程式.,此类问题涉及电路知识、动力学知识和能量观点，综合性很强，解决此类问题要注重以下三点：1.电路分析(1)找“电源”：确定出由电磁感应所产生的电源，求出电源的电动势e和内阻r.(2)电路结构分析弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，为求安培力做好铺垫.,四、电磁感应中的力电综合问题,2.力和运动分析(1)受力分析：分析研究对象(常为金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意安培力的方向.(2)运动分析：根据力与运动的关系，确定出运动模型，根据模型特点，找到解决途径.3.功和能量分析(1)做功分析，找全力所做的功，弄清功的正、负.(2)能量转化分析，弄清哪些能量增加，哪些能量减小，根据功能关系、能量守恒定律列方程求解.,例4如图4所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角30的斜面上，导轨电阻不计，间距l0.4m，导轨所在空间被分成区域和，两区域的边界与斜面的交线为mn.中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为b0.5t.在区域中，将质量m10.1kg、电阻r10.1的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑.然后，在区域中将质量m20.4kg，电阻r20.1的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g10m/s2，问：,图4,(1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向；,答案,解析,答案由a流向b,解析由右手定则可判断出cd中的电流方向为由d到c，则ab中电流方向为由a流向b.,(2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；,答案,解析,答案5m/s,解析开始放置时ab刚好不下滑，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，设其大小为ffmax，有ffmaxm1gsin设ab刚要上滑时，cd棒的感应电动势为e，由法拉第电磁感应定律有eblv设电路中的感应电流为i，由闭合电路欧姆定律有i设ab所受安培力