物理人教版高中二年级选修3 法拉第电磁感应定律专题复习课件

法拉第电磁感应定律专题复习,市级课题基于模型问题法的高效课堂教学策略研究研讨课,一、理论知识,愣次定律(I感)：增反减同(B感).右手螺旋定则(I感)：拇指指向：感应磁场方向；四指环绕：电流方向.,右手定则(I感)：拇指指向：导体棒运动方向；四指指向：电流方向；穿过手心：磁场方向.,左手定则(F安)：拇指：安培力方向；四指指向：电流方向；穿过手心：磁场方向.,法拉第电磁感应定律：,（适应于静止和B变化情况）,（适应于导体棒平动切割磁感线情况、）,（适应于导体棒转动切割磁感线情况、）,电路公式：,（恒定电流）,一、理论知识,牛顿第二定律：,运动学公式：,动能定理：,（W负功代负值）,一、理论知识,二、习题演练,例1如图甲所示，用一根细导线ab绕成匝数为100匝的圆形线圈，其半径为0.2m,电阻为r=2,将线圈竖直放置，导线ab与阻值为R=4的电阻连接成闭合回路，电阻两端接电容为C=100F的电容器,线圈所在区域内存在按图乙规律变化的磁场，规定垂直线圈平面向外的方向为正方向，不计导线的电阻，求在0-2s内，(1)线圈中的感应电流方向.(2)闭合回路中产生的感应电动势大小.(3)通过电阻R上的电流大小.(4)电阻R上产生的热量.(5)电容器上储存的电荷量.,等效电路图？,解：（1）通过电阻R上的电流方向：顺时针方向，,（2）由电磁感应定律,由图像得：,得感应电动势大小：,（3）由,得电流大小：,(5)由,得电阻R上产生的热量：,（4）,由焦耳定律：,得电容器上的电荷量：,1、线圈静止，磁场变化时，感应电动势：,I感电路图电路方程解方程,2、解题步骤：,收获,注意,1、方程不要写联等式.,2、方程要用题中己给的字母表示.,3、字母重复要用下标区分开来.,变式1：如图所示，平行金属导轨竖直放置，一根导体棒ab在平行直轨道上垂直导轨沿水平向左的方向做匀速直线运动，速度大小为v，两轨间距离均为d，两轨间充满匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，求：导体棒ab中产生的感应电流方向和回路中产生的感应电动势大小.,解：棒ab中感应电流方向：由b至a,感应电动势大小：,变式2：如图所示，平行金属导轨竖直放置,当导体棒运动到圆弧导轨上时，棒与外圆轨道接触点b的线速度大小为v，运动中棒的延长线始终过圆心O，两轨间距离均为d，两轨间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里，棒在圆弧导轨上运动时,求：导体棒ab中产生的感应电流方向和回路中产生的感应电动势大小.,解：棒ab中感应电流方向：由b至a,棒在圆轨道上运动的角速度：,由电磁感应定律：,得感应电动势大小：,1、棒平动切割磁感线求感应电动势用：,2、棒转动切割磁感线求感应电动势用：,收获,例2.(2015年汕头高二期末统考15题)如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为1m，导轨平面与水平面成=30角，下端连接阻值为R2的电阻.磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为0.5T.质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，金属棒沿导轨由静止开始下滑，g取10m/s2.(1)判断金属棒下滑过程中产生的感应电流方向？(2)求金属棒下滑速度达到2m/s时的加速度大小？(3)求金属棒下滑的最大速度大小？,等效电路图？,例2（1）金属棒中的感应电流方向由a到b,（2）金属棒下滑速度达到2m/s时产生的感应电动势,感应电流,金属棒受到的安培力,由牛顿第二定律得：,得加速度大小：,（3）金属棒下滑的最大速度时其受力平衡：,联立以上两式得,金属棒下滑的最大速度大小,拓展2：若棒与导轨之间的动摩擦因数为，则棒下滑的最大速度大小？,解：金属棒下滑的最大速度时其受力平衡：,联立以上两式得,金属棒下滑的最大速度大小为：,1、棒变速切割磁感线时，其产生的：E、I、F安、棒的a都是变化的，只能求瞬时值，,2、受力分析注意考虑摩擦力。,收获,不适应。,变式4.将整个装置和磁场均顺时针转过60，其它条件不变，求:(1)金属棒下滑速度达到2m/s时的加速度大小(2)金属棒下滑的最大速度大小.(L=1m,R2,m=0.2kg,B=1T,g=10m/s2),（2）金属棒下滑到最大速度时其受力平衡：,联立得,金属棒下滑的最大速度:,(1)解：金属棒下滑速度达到2m/s时产生的感应电动势,感应电流,金属棒受到的安培力,由牛顿第二定律得：,得加速度大小：,小结：棒在竖直面切割磁感线时，摩擦力为零.,三、课堂总结,(一)求感应电动势的三种情况,1、线圈静止，磁场变化时，求感应电动势用：,2、棒平动切割磁感线求感应电动势用：,3、棒转动切割磁感线求感应电动势用：,(二)解题步骤,（三）注意要点,1、棒变速切割磁感线时，其产生的：E、I、F安、棒的a都是变化的，只能求瞬时值，不适应.,2、受力分析注意考虑摩擦力.3、棒在竖直面切割磁感线时，摩擦力为零.,I感电路图电路方程解方程,谢谢各位老师莅临指导！,四、课后练习,1、（多选）如图所示，两倾角为、间距为l的光滑金属平行轨道，轨道间接有电阻R，导轨电阻不计。轨道平面处于垂直平面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。有一质量为m、长为l、电阻为r的导体棒，从轨道上某处由静止开始下滑距离x时达最大速度。则从导体棒开始下滑到达到最大速度的过程中，下列说法中正确的是,A通过导体棒的电量,B导体棒最大速度,C电路中产生的焦耳热,D导体棒的运动时间,CD,2、（多选）如图所示，倾角为的光滑斜面上端放置一矩形导线框abcd，ab边的边长为L1，ad边的边长为L2，导线框的质量为m，电阻为R，斜面上ef线和gh线(ef、gh平行底边)之间有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，ef和gh的距离为L3（L3L2）。如果导线框从静止释放，恰能加速进入磁场，匀速离开磁场，导线框的ab边始终平行于底边。则下列说法正确的是,A.导线框进入磁场的过程中速度增大得越来越快,B.导线框进入磁场过程中，感应电流的方向为abcda,C.导线框匀速离开磁场所经历的时间为,D.导线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q1大于离开磁场过程中产生的焦耳热Q2,BC,3(14分)如图乙所示，一个电阻r=1，匝数为100匝的正方形，线圈的边长为L=0.1m线圈与阻值R=3的电阻连接成闭合回路.线圈所在正方形区域内存在垂直于线圈平面向外的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图甲所示，不计导线的电阻.求t=0至t=0.1s时间内.(1)闭合回路产生的感应电动势大小？(2)通过电阻R上的电流方向和大小？(3)通过电阻R上产生的热量？,(1),I=0.5A,(3),(2),4、如图所示，间距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面夹角，下端N、Q间连接一阻值为R的电阻。导轨上有一个正方形区间abcd，cd以下存在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。长度为L、电阻为r的金属棒与导轨基础良好且垂直导轨放置，金属棒从ab位置由静止释放，当金属棒通过cd时恰好做匀速运动，已知重力加速度为g，不计金属导轨的电阻，求：(1)判断金属棒进入磁场时产生的感应电流方向及感应电流大小？（2）金属棒的质量；（3）金属棒在磁场中运动距离L时电阻R上产生的焦耳热；,(1),(3),(2),5（2014广州一模）（18分）如图，匀强磁场垂直铜环所在的平面，导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处，另一端紧贴圆环，可绕O匀速转动通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接成如图所示的电路，R1、R2是定值电阻带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间M点，被拉起到水平位置；合上开关K，无初速度释放小球，小球沿圆弧经过M点正下方