2019届高中物理第四章电磁感应4.1习题课电场力的性质课件新人教版.pptx

1、习题课:电场力的性质,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,楞次定律的拓展应用 如图所示,水平桌面上放一圆形金属导体环,从导体环的中心上方释放一条形磁铁,在条形磁铁向下靠近导体环的过程中,问: (1)从上向下看导体环中的电流方向是逆时针还是顺时针? (2)导体环内部感应电流的磁感线方向与磁铁磁场的方向相同还是相反?若磁铁向上运动呢? (3)磁铁受到导体环的作用力向哪?若磁铁向上运动呢? (4)导体环有收缩的趋势还是扩张的趋势?若磁铁向上运动呢? (5)导体环对桌面的压力比重力大还是小?若磁铁向上运动呢? (6)磁铁下落过程能量是如何转化的?,探究一,探究二,问题导引,名师精讲

2、,典例剖析,当堂检测,要点提示:(1)逆时针;(2)相反,相同;(3)向上,向下;(4)收缩,扩张;(5)比重力大,比重力小;(6)重力势能一部分转化为磁铁的动能,一部分转化为电能。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,楞次定律的主要内容是研究引起感应电流的磁场即原磁场和感应电流的磁场二者之间的关系,根据这种关系可以得到如下推论: (1)当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反。当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。 (2)导体与磁场相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流的导体受到磁场的安培力,这个安培力会“阻碍”相对运动。 (3)当闭合

3、电路中有感应电流产生时,闭合电路的各部分导体就会受到安培力作用,会使闭合电路的面积有变化(或有变化趋势)。若原磁通量增加,则通过减小有效面积起到阻碍的作用。若原磁通量减少,则通过增大有效面积起到阻碍的作用。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,(4)发生电磁感应现象时,还可能通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化,即:若原磁通量增加,则通过远离磁场源起到阻碍的作用;若原磁通量减少,则通过靠近磁场源起到阻碍的作用。 (5)楞次定律中的“阻碍”是电磁感应现象遵循能量守恒定律的必然结果。 上述四种情况的记忆口诀为“增反减同”“来拒去留”“增缩减扩”“增离减靠”。,探究一,

4、探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题1】 如图所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中位置经过位置到位置,位置和位置都很接近位置,这个过程中线框的感应电流() A.沿abcd流动 B.沿dcba流动 C.先沿abcd流动,后沿dcba流动 D.先沿dcba流动,后沿abcd流动 解析:由条形磁铁的磁场可知,线框在位置时穿过闭合线框的磁通量最少,为零,线框从位置到位置,从下向上穿过线框的磁通量在减少,线框从位置到位置,从上向下穿过线框的磁通量在增加,根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd。 答案:A,探究一,探

5、究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,归纳总结本题应用“增反减同”即可判断。思路如下:,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题2】 如图所示,一个闭合矩形金属线圈A与一根绝缘轻杆B相连,轻杆上端O点是一个固定转动轴,转动轴与线圈平面垂直,线圈静止时恰位于蹄形磁铁的正中,线圈平面与磁感线垂直。现使线圈左右摆动,在摆动过程中,线圈所受磁场力的方向是() A.向左摆动过程中,受力方向向左;向右摆动过程中,受力方向向右 B.向左摆动过程中,受力方向向右;向右摆动过程中,受力方向向左 C.向左摆动过程中,受力方向先向左后向右;向右摆动过程中,受力方向先向右后向左 D.向左

6、摆动过程中,受力方向先向右后向左;向右摆动过程中,受力方向先向左后向右,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,解析:感应电流是由磁通量的变化引起的,而这个磁通量的变化是由于线圈和磁场的相对运动引起的,故磁通量变化也就是阻碍线圈和磁场的相对运动。为了阻碍相对运动,磁场对线圈的作用力方向一定和相对运动方向相反,即线圈向左摆动时,受力方向向右,向右摆动时,受力方向向左。 答案:B,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,归纳总结本题应用“来拒去留”即可判断。思路如下:,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题3】 如图所示,光滑固定金属导轨M、

7、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放在导轨上,形成闭合回路。当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时,可动的两导体棒P、Q将() A.保持不动 B.相互远离 C.相互靠近 D.无法判断 解析:四根导体组成闭合回路,当磁铁迅速接近回路时,穿过回路的磁通量增加,闭合回路中产生感应电流,感应电流将阻碍原磁通量的增加,回路面积减小,得到的结论是P、Q相互靠近,选项C正确。 答案:C,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,归纳总结本题应用“增缩减扩”即可判断。思路如下:,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题4】一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,

8、木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动,M连接在如图所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关,下列情况中,可观测到N向左运动的是() A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间 B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间 C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向c端移动时 D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向d端移动时,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,解析:金属环N向左运动,说明穿过N的磁通量在减少,说明线圈M中的电流在减少,只有选项C符合。 答案:C 归纳总结本题应用“增离减靠”即可判断。思路如下:,探究一,探究二,问题导

9、引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,如图所示装置中,线圈M和线圈N绕在同一个铁芯上,分别与两水平光滑导轨相连接,cd杆光滑且原来静止在水平导轨上,当ab杆由静止向右加速运动时,cd杆将向哪移动?,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,要点提示:向右运动,判断方法如下:,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的适用范围及因果关系的比较,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,左手定则、右手定则和安培定则有时容易混淆,有人从判断的结果加以区分,总结为左判“力”,右判“电”,安培定则“磁感线”。,探究一,探究二,

10、问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题5】 如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B中(说明:导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)() A.有感应电流,且B被A吸引 B.无感应电流 C.可能有,也可能没有感应电流 D.有感应电流,且B被A排斥 解析:MN向右加速滑动,根据右手定则,MN中的电流方向从NM,且大小在逐渐变大,根据安培定则知,电磁铁A的磁场方向向左,且大小逐渐增强,根据楞次定律知,B环中的感应电流产生的磁场方向向右,B被A排斥,D正确,A、B、C错误。 答案:D,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,

11、当堂检测,归纳总结“抓因寻果法”区别“三定则一定律”:区别“三定则一定律”的关键是抓住其中的“因果”关系,才能选择正确的规律处理问题。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,变式训练(多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大导线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两导线圈共面放置)是() A.向右匀速运动B.向左加速运动 C.向右减速运动D.向右加速运动 答案:BC,探究一,探究二,1,2,3,4,当堂检测,1.(楞次定律的拓展应用)如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是() A.向右摆动B.向左摆动

12、C.静止D.无法判定 解析:本题可用两种方法来解决: 方法1:画出磁铁的磁感线分布,如图甲所示,当磁铁向铜环运动时,穿过铜环的磁通量增加,由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示。分析铜环受安培力作用而运动时,可把铜环中的电流等效为多段直线电流元。取上、下两小段电流元作为研究对象。由左手定则确定两段电流元的受力,由此可推断出整个铜环所受合力向右,则A选项正确。,探究一,探究二,1,2,3,4,当堂检测,方法2(等效法):磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁,两磁铁有排斥作用,故A正确。,答案:A,探究一,探究二,1,2,3,4,当堂检测,2.(楞次定律的拓展应用)

13、如图所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是() A.一起向左运动 B.一起向右运动 C.ab和cd相向运动,相互靠近 D.ab和cd相背运动,相互远离 解析:由于ab和cd电流方向相反,所以两导体运动方向一定相反,排除选项A、B;当载流直导线中的电流逐渐增强时,穿过闭合回路的磁通量增加,根据楞次定律,感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化,所以两导体相互靠近,减小面积,达到阻碍磁通量增加的目的,故选C。 答案:C,探究一,探究二,1,2,3,4,当堂检测,3.(楞次定律的拓展应用)如图所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙移至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转),则以下说法正确的是() A.三者同时落地 B.甲、乙同时落地,丙后落地 C.甲、丙同时落地,乙后落地 D.乙、丙同时落地,甲后落地 解析:在下落过程中,闭合铜线框中产生感应电流,由“来拒去留”可知,答案选D。