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1、1要点整合知识归纳 章末整合提升 2要点整合知识归纳 磁通量 切割磁感线 楞次定律 右手定则 BLv 有效切割 有效切割 自感 驱动 3要点整合知识归纳 突破一 安培定则 左手定则 右手定则和楞次定律的综合 在研究电磁感应现象时 经常用到安培定则 左手定则 右手定则及楞次定律等规 律 要想灵活运用 三定则一定律 就必须明确这些规律的区别与联系 三定则一定律 应用于不同的现象 基本现现象应应用的定则则或定律 运动电动电 荷 电电流产产生的磁场场安培定则则 磁场对场对 运动电动电 荷 电电流的作用力左手定则则 电电磁感 应应 导线导线 切割磁感线线右手定则则 闭闭合回路磁通量变变化楞次定律 4要点
2、整合知识归纳 例1 如图1甲所示 等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两极间的匀强磁场 中 ab直导线与M N相连接 线圈A与直导线cd连接 线圈A内有如图乙所示变化的 磁场 且规定向左为磁场的磁感应强度B的正方向 则下列叙述正确的是 图图1 A 0 1 s内ab cd导线互相排斥 B 1 s 2 s内ab cd导线互相吸引 C 2 s 3 s内ab cd导线互相吸引 D 3 s 4 s内ab cd导线互相排斥 5要点整合知识归纳 解析 根据左手定则则 可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转转 负负离子向 下极板N偏转转 所以ab中电电流方向是由a向b的 在0 2 s内 线线圈A内磁场场
3、方向向 左 磁感应应强度增大 由楞次定律可知感应电应电 流方向是由c向d的 根据ab cd内 电电流的流向关系 可知两导线导线 相互吸引 A错误错误 B正确 在2 s 4 s内 线线圈A内 磁场场方向向左 磁感应应强度减小 由楞次定律可知感应电应电 流的方向是由d向c的 根据ab cd内电电流的流向关系 可知两导线导线 相互排斥 C错误错误 D正确 答案 BD 6要点整合知识归纳 题后反思 在电电流的磁效应应中由安培定则则可确定磁场场的方向 在电电磁感应应中由右 手定则则或楞次定律可确定感应电应电 流的方向 左手定则则适用于带电带电 粒子在磁场场中运 动动受到的洛伦兹伦兹 力和通电导线电导线
4、在磁场场中受到的安培力的方向判定 7要点整合知识归纳 图图2 8要点整合知识归纳 9要点整合知识归纳 答案 A 10要点整合知识归纳 突破二 电磁感应的图象问题 1 对于图象问题 搞清物理量之间的函数关系 变化范围 初始条件 斜率的物理 意义等 往往是解题的关键 2 解决图象问题的一般步骤 1 明确图象的种类 即是B t图象还是 t图象 或者是E t图象 I t图象 F t图象等 2 分析电磁感应的具体过程 3 确定感应电动势 或感应电流 的大小和方向 有下列两种情况 11要点整合知识归纳 若磁场不变 导体杆切割磁感线 用右手定则判断感应电流的方向 用E Blv 确定感应电动势大小的变化 4
5、涉及受力问题 可由安培力公式F BIL和牛顿运动定律等规律写出有关函数关 系式 5 画图象或判断图象 特别注意分析斜率的变化 截距等 12要点整合知识归纳 例2 如图3甲所示 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中 磁感线的方向与导线框所 在平面垂直 规定磁场的正方向垂直纸面向里 磁感应强度B随时间变化的规律如图 乙所示 若规定顺时针方向为感应电流的正方向 下列各图中正确的是 图图3 13要点整合知识归纳 14要点整合知识归纳 答案 D 15要点整合知识归纳 题后反思 对电对电 磁感应图应图 象问题问题 应应注意以下几点 1 明确图图象所描述的物理意义义 2 必须须明确各种 的含义义 3 必须须明
6、确斜率的含义义 4 必须须建立图图象和电电磁感应过应过 程之间间的对应对应 关系 5 注意理解三个相似关系及其各自的物理意义义 16要点整合知识归纳 跟踪训练2 如图4甲所示 光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为60 的 匀强磁场中 匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示 规定斜向下为 B的正方向 导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好 除导体棒和电阻R的阻值外 其余电阻不计 导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态 规定a b的方向 为电流的正方向 水平向右的方向为外力的正方向 则在0 t1时间内 能正确反映 流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的
7、图象是 17要点整合知识归纳 18要点整合知识归纳 解析 由楞次定律可判定回路中的电电流方向始终为终为 b a 由法拉第电电磁感应应定律 可判定回路中的电电流大小恒定 故A B两项错项错 由F安 BIL可得F安随B的变变化而 变变化 在0 t0时间时间 内 F安方向水平向右 故外力F与F安等值值反向 方向水平向左 为负值为负值 在t0 t1时间时间 内 F安方向改变变 故外力F方向也改变为变为 正值值 综综上所述 D项项正确 答案 D 19要点整合知识归纳 例3 如图5所示 一个由导体做成的矩形线圈 以恒 定速率v运动 从无场区进入匀强磁场区 磁场宽度大于 矩形线圈的宽度da 然后出来 若取逆
8、时针方向的电流 为正方向 那么下列图中能正确地表示回路中的电流与 时间的函数关系的是 图图5 20要点整合知识归纳 解析 根据楞次定律 线线圈进进入磁场场的过过程 穿过线过线 圈的磁通量增加 产产生逆时时 针针方向的感应电应电 流 因为为速度恒定 所以电电流恒定 故A D错误错误 离开磁场时场时 穿过线过线 圈的磁通量减少 所以产产生顺时针顺时针 方向的电电流 B错误错误 C正确 答案 C 21要点整合知识归纳 题后反思 电电磁感应应中常涉及感应电应电 流i随时间时间 t变变化的图图象 即i t图图象 在图图 象中一定要注意以下两点 1 首先利用楞次定律确定电电流的方向问题问题 特别别是由一种
9、状态过态过 渡到另一种状态态 时时 电电流的方向是否变变化是考查查的重点 2 电电流的大小问题则问题则 涉及电电磁感应应定律 特别别是动动生电动势电动势 中两两垂直 等效 长长度都是考查查的重点 22要点整合知识归纳 跟踪训练3 如图6所示 垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽 度为2a 磁感应强度的大小为B 一边长为a 电阻为4R的正方 形均匀导线框ABCD从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀 速穿过磁场区域 在图中线框A B两端电压UAB与线框移动距 离的关系图象正确的是 图图6 23要点整合知识归纳 答案 D 24要点整合知识归纳 突破三 电磁感应的电路问题 1 电磁感应中电路问题 1 电源
10、 磁通量发生变化的回路或切割磁感线的导体相当于电源 2 电路 内电路是磁通量变化的回路或切割磁感线的导体 外电路由电阻 电容器 等电学元件组成 2 解决电磁感应中电路问题的一般步骤 1 用法拉第电磁感应定律和楞次定律 右手定则 确定感应电动势的大小和方向 2 画等效电路图 3 运用闭合电路的欧姆定律 串并联电路的性质 电功率等公式求解 25要点整合知识归纳 3 与上述问题相关的几个知识点 26要点整合知识归纳 例4 如图7所示 面积为0 2 m2的100匝线圈A处在磁场中 磁场方向垂直于线圈平 面 磁感应强度B随时间变化的规律是B 6 0 2t T 已知电路中的R1 4 R2 6 电容C 30
11、 F 线圈的电阻不计 求 图图7 1 闭合S一段时间后 通过R2的电流大小及方向 2 闭合S一段时间后 再断开S S断开后通过R2的电荷量是多少 27要点整合知识归纳 28要点整合知识归纳 2 闭闭合 S一段时间时间 后 电电容器充电电 此时时两板间电压间电压 U2 IR2 0 4 6 V 2 4 V 再断开S 电电容器将放电电 通过过R2的电电荷量就是电电容器原来所带带的电电荷量 Q CU2 30 10 6 2 4 C 7 2 10 5 C 答案 1 0 4 A 由上向下通过R2 2 7 2 10 5 C 29要点整合知识归纳 30要点整合知识归纳 跟踪训练4 如图8所示 把总电阻为2R的均
12、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 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接触 当金属棒以恒定速度v 向右移动经过环心时 求 图图8 1 棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN 2 电路中消耗的热功率 31要点整合知识归纳 32要点整合知识归纳 突破四 电磁感应的动力学问题 1 导体中的感应电流在磁场中将受到安培力作用 所以电磁感应问题往往与力学问题 联系在一起 处理此类问题的基本方法 1 用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向 2 求回路中的电流强度的大小和方向 3 分析研究导体受力情况
13、 包括安培力 4 列动力学方程或平衡方程求解 33要点整合知识归纳 2 电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的力学问题 关键要抓好受力情况和运动情况 的动态分析 周而复始地循环 达到稳定状态时 加速度等于零 导体达到稳定运动状态 34要点整合知识归纳 3 两种运动状态的处理思路 1 达到稳定运动状态后 导体匀速运动 受力平衡 应根据平衡条件 合外力 为零 列式分析平衡态 2 导体达到稳定运动状态之前 往往做变加速运动 处于非平衡态 应根据牛顿 第二定律或结合功能关系分析非平衡态 35要点整合知识归纳 例5 如图9甲所示 两根足够长的直金属导轨MN PQ平行放置在倾角为 的绝缘 斜面上 两导轨间距为
14、L M P两点间接有阻值为R的电阻 一根质量为m的均匀直 金属杆ab放在两导轨上 并与导轨垂直 整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中 磁场方向垂直斜面向下 导轨和金属杆的电阻可忽略 让ab杆沿导轨由静止开始 下滑 导轨和金属杆接触良好 不计它们之间的摩擦 图图9 36要点整合知识归纳 1 由b向a方向看到的装置如图乙所示 请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的 受力示意图 2 在加速下滑过程中 当ab杆的速度大小为v时 求此时ab杆中的电流及其加速度 的大小 3 求在下滑过程中 ab杆可以达到的速度最大值 解析 1 如图图所示 ab杆受重力mg 竖竖直向下 支持力FN 垂直斜面向上 安培 力
15、F 沿斜面向上 37要点整合知识归纳 38要点整合知识归纳 题后反思 1 电电磁感应应力学问题问题 中 要把握好受力情况 运动动情况的动态动态 分析 导导体受力运动产动产 生感应电动势应电动势 感应电应电 流 通电导电导 体受安培力 合力变变化 加 速度变变化 速度变变化 感应电动势变应电动势变 化 周而复始地循环环 循环结环结 束时时 加速 度等于零 导导体达到稳稳定状态态 a 0 速度v达到最大值值 2 受力分析时时 要把立体图转换为图转换为 平面图图 同时标时标 明电电流方向及磁场场B的方向 以便准确地画出安培力的方向 39要点整合知识归纳 跟踪训练5 如图10所示 空间存在B 0 5
16、T 方向竖直向下的匀强磁场 MN PQ是水平放置的平行长直导轨 其间距L 0 2 m 电阻R 0 3 接在导轨一端 ab 是跨接在导轨上质量m 0 1 kg 电阻r 0 1 的导体棒 已知导体棒和导轨间的动 摩擦因数为0 2 从零时刻开始 对ab棒施加一个大小为F 0 45 N 方向水平向左的 恒定拉力 使其从静止开始沿导轨滑动 过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好 求 图图10 40要点整合知识归纳 1 导体棒所能达到的最大速度 2 试定性画出导体棒运动的速度 时间图象 解析 ab棒在拉力F作用下运动动 随着ab棒切割磁感线线运动动的速度增大 棒中 的感应电动势应电动势 增大 棒中感应电应电 流增大 棒受到的安培力也增大 最终终达到匀 速运动时动时 棒的速度达到最大值值 1 导导体棒切割磁感线线运动动 产产生的感应电动势应电动势 41要点整合知识归纳 42要点整合知识归纳 2 棒的速度 时间图时间图 象如图图所示 答案 1 10 m s 2 图见解析 43要点整合知识归纳 突破五 电磁感应中的能量问题 1 电磁感应现象中的能量转化 1 与感生电动势有关的电磁感应现象中 磁场能转化为电
