《沪科版高中物理选修(3-2)第1章《电磁感应与现代生活》章末总结学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沪科版高中物理选修(3-2)第1章《电磁感应与现代生活》章末总结学案（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、最新沪科版高中物理选修（3-2）第 1 章电磁感应与现代生活章末总结学案章末总结一、对楞次定律的理解与应用楞次定律反映这样一个物理过程：原磁通量变化时( 原变 ), 产生感应电流(I 感),这是属于电磁感应的条件问题；感应电流一经产生就在其周围空间激发磁场( 感 ),这就是电流的磁效应问题；而且I 感 的方向决定了 感 的方向 (用右手螺旋定则判定)； 感阻碍 原 的变化 这正是楞次定律所解决的问题这样一个复杂的过程,可以用图表理顺如下：1 / 111感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反,只有在磁通量增大时两者才相反,而在磁通量减小时两者是同向的2“阻碍”并不是“阻止”,而是“延缓”,电路中的
2、磁通量还是在变化, 只不过变化得慢了3楞次定律的阻碍的表现有这几种形式：增反减同、增缩减扩、增离减靠、来拒去留例 1圆形导体线圈a 平放在水平桌面上,在 a 的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合 ,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图1 所示的电路若将滑动变阻器的滑片P 向下滑动 ,下列表述正确的是()图 1A 线圈 a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流B穿过线圈a 的磁通量变小C线圈 a 有扩张的趋势D线圈 a 对水平桌面的压力N 将增大解析本题考查楞次定律的知识, 意在考查学生对楞次定律、右手螺旋定则等知识的掌握通过螺线管b 的电流 如图所示 ,根据右手螺旋定则判断出螺线管b 所产生的磁
3、场方向竖直向下,滑片P向下滑动 ,接入电路的电阻减小,电流增大 ,所产生的磁场的磁感应强度增大 ,根据楞次定律可知,a 线圈中所产生的感应电流产生的感应磁场方向竖直向上,再由右手螺旋定则可得线圈a 中的电流方向为俯视逆时针方向,A 错误；由于螺线管b 中的电流增大 ,所产生的磁感应强度增大,线圈 a 中的磁通量应变大,B 错误；根2 / 11据楞次定律可知,线圈 a 有缩小的趋势,线圈 a 对水平桌面的压力增大,C 错误 ,D 正确答案D二、电磁感应中的图像问题1图像问题有两种：一是给出电磁感应过程, 选出或画出正确图像；二是由给定的有关图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量2基本思路是：(1
4、) 利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势大小(2) 利用楞次定律或右手定则判定感应电流的方向例 2将一段导线绕成图2 甲所示的闭合电路,并固定在纸面内,回路的 ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场中回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场,以向里为磁场的正方向,其磁感应强度B 随时间t 变化的图像如图乙所示用F 表示 ab 边受到的安培力,以水平向右为 F 的正方向 ,能正确反映F 随时间 t 变化的图像是()图 2解析由题图乙可知0 T2时间内 ,磁感应强度随时间线性变化,即Bt k(k 是一个常数 ),圆环的面积S 不变 ,由 E tBtS可知圆环中产生的感应电动势大小不变,则回路中的感应电流大小不
5、变,ab 边受到的安培力大小不变,从而可排除选项C、 D； 0 T2时间内 ,由楞次定律可判断出流过ab 边的电流方向为由b 至 a,结合左手定则可判断出ab 边受到的安培力的方向向左 ,为负值 ,故选项 A 错误 ,B 正确本题选B.答案B三、电磁感应中的电路问题1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 ,而其余部分的电路则是外电路2路端电压、电动势和某导体两端的电压三者的区别：3 / 11(1)某段导体作为外电路时,它两端的电压就是电流与其电阻的乘积(2) 某段导体作为电源时 ,它两端的电压就是
6、路端电压 ,等于电流与外电阻的乘积 ,或等于电动势减去内电压 ,当其内阻不计时路端电压等于电源电动势(3)某段导体作为电源时,电路断路时导体两端的电压等于电源电动势例 3 如图 3 所示 ,光滑金属导轨 PN 与 QM 相距 1 m,电阻不计 ,两端分别接有电阻 R1 和 R2,且 R16 ,R2 3 ,ab 导体棒的电阻为 2 .垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为 1 T现使 ab 以恒定速度 v 3 m/s 匀速向右移动 ,求：图 3(1)导体棒上产生的感应电动势E.(2)R1 与 R2 消耗的电功率分别为多少？(3)拉 ab 棒的水平向右的外力F 为多大？解析(1)ab 棒匀速切割
7、磁感线,产生的电动势为：E Blv 3 VR1R2(2)电路的总电阻为：R r R1 R2 4 E3由欧姆定律：IAU E Ir 1.5 V2U3电阻 R1 的功率： P1 R1 8 W2U3电阻 R2 的功率：P2 R2 4 W3(3)由平衡知识得：F BIl 4 N.答案 (1)3 V (2) 3W3W(3)3N844四、电磁感应中的动力学问题解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态,如速度、加速度取最大值或最小值的条件等1做好受力情况、运动情况的动态分析：导体运动产生感应电动势感应电流 4 / 11通电导体受安培力合外力变化加速度变化速度变化感应电动势变化周而复始循
8、环 ,最终加速度等于零,导体达到稳定运动状态2利用好导体达到稳定状态时的平衡方程,往往是解答该类问题的突破口例 4如图 4 所示 ,相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B.将质量为m 的导体棒由静止释放 ,当速度达到v 时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v 的速度匀速运动导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g.下列选项正确的是()图 4A P 2mgvsin BP 3mgvsin C当导体棒速度达到v时加速度大小为 g22s
9、in D在导体棒速度达到 2v 以后匀速运动的过程中 ,R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析 当导体棒的速度达到 v 时 ,对导体棒进行受力分析如图甲所示甲BLvmgsin BIL ,I R ,22所以 mgsin B L vR当导体棒的速度达到2v 时,对导体棒进行受力分析如图乙所示5 / 11乙mgsin F 2B2L2vR由 可得 F mgsin 功率 P F 2v 2mgvsin ,故 A 正确当导体棒速度达到v2时 ,对导体棒受力分析如图丙所示丙22vmgsin B L2Ram由 可得 a1gsin ,2故 C 正确当导体棒的速度达到2v 时,安培力等于拉力和mgsin 之和 ,所
10、以以后匀速运动的过程中,R 上产生的焦耳热等于拉力和重力做功之和,故 D 错误答案AC五、电磁感应中的能量问题1用能量观点解决电磁感应问题的基本思路首先做好受力分析和运动分析 ,明确哪些力做功 ,是做正功还是负功 ,再明确有哪些形式的能量参与转化 ,如何转化 (如滑动摩擦力做功 ,必然有内能出现；重力做功 ,可能有机械能参与转化；安培力做负功的过程中有其他形式能转化为电能,安培力做正功的过程中有电能转化为其他形式的能)6 / 112电能求解方法主要有三种(1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功(2)利用能量守恒求解：其他形式的能的减少量等于产生的电能(3)利用电
11、路特征来求解例 5如图5 所示 ,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l 0.5 m,左端接有阻值R0.3 的电阻一质量m 0.1 kg、电阻 r 0.1 的金属棒MN 放置在导轨上 ,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B0.4 T 金属棒在水平向右的外力作用下 ,由静止开始以a 2 m/s 2 的加速度做匀加速运动,当金属棒的位移x 9 m 时撤去外力 ,金属棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前、后回路中产生的焦耳热之比Q1 Q2 2 1.导轨足够长且电阻不计,金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触求：图 5(1)金属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.解析 (1)设金属棒匀加速运动的时间为 t,回路的磁通量的变化量为 ,回路中的
