人教版高中物理选修3-2：第四章-电磁感应-复习ppt课件

第四章 电磁感应复习课件知识结构知识结构1对楞次定律的理解和应用。（1）楞次定律揭示了判断感应电流方向的规律，即“感应电流的磁场”总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，其核心思想是阻碍，楞次定律提供了判断感应电流方向的基本方法。（2）楞次定律的扩展含义，即从磁通量变化的角度看，感应电流的磁场表现为“增反减同”；从磁体与回路的相对运动角度看，表现为“来拒去留”；从回路面积看，表现为“增缩减扩”；从导体中原电流的变化（自感）看，表现为“增反减同”。（3）楞次定律体现了电磁感应现象符合能量守恒定律。在电磁感应过程中其他形式的能与电能相互转化，但总能量守恒，能量守恒定律丰富了我们处理电磁感应问题的思路。规律方法规律方法 如图所示，在光滑水平面上有一水平放置的金属弹簧圆环，在它正上方有一磁性很强的条形磁铁，不计空气阻力，当条形磁铁运动时，下列说法中正确的是导学是（）A.条形磁铁水平向右运动时，金属环将随着向右运动，同时圆环的面积变大B.条形磁铁水平向右运动时，金属环将随着向左运动，同时圆环的面积变小C.条形磁铁竖直下落过程中，磁铁减速运动，同时圆环的面积变小且对桌面压力变大D.条形磁铁竖直下落过程中，磁铁减速运动，同时圆环的面积变大且对桌面压力变小解析：条形磁铁水平向右运动时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律，圆环产生感应电流，感应电流对磁场的阻碍作用使得金属环随着向右运动，同时使环的面积增大，这是电磁驱动现象，故A对、B错；条形磁铁下落时，穿过该环的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流产生的效果阻碍其下落，同时圆环的面积变小且对桌面压力变大，故C对、D错。答案：AC点评：灵活运用楞次定律的扩展含义，是解答该类问题的有效途径。2.电磁感应中的电路问题。（1）在电磁感应现象中，导体切割磁感线或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于电源。因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。（2）解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法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。确定内电路和外电路，画等效电路图。运用闭合电路欧姆定律，串、并联电路的性质，电功率等公式求解。如图所示如图所示，在两条平行光滑的导在两条平行光滑的导轨上有一金属杆轨上有一金属杆ab，外加磁场跟轨道，外加磁场跟轨道平面垂直，导轨上连有两个定值电阻平面垂直，导轨上连有两个定值电阻（R15，R26）和滑动变阻器）和滑动变阻器R0，电路中的电压表量程为，电路中的电压表量程为010V，电流表的量程为电流表的量程为03A，把，把R0调至调至30，用，用F40N的力使金属杆的力使金属杆ab垂直垂直导轨向右平移，当金属杆导轨向右平移，当金属杆ab达到稳定达到稳定状态时，两块电表中有一块表正好满状态时，两块电表中有一块表正好满偏，而另一块表还没有达到满偏，求偏，而另一块表还没有达到满偏，求此时金属杆此时金属杆ab速度的大小（其他电阻速度的大小（其他电阻不计）。不计）。金属杆ab切割磁感线产生的电动势EBLv金属杆ab相当于电源，有EU（I2I0）R1金属杆ab达到稳定速度时，FF安（I2I0）LB联立解得v1m/s答案：1m/s3.电磁感应中的力学问题。（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：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。求回路中的电流强度的大小和方向。分析研究导体受力情况（包括安培力）。列动力学方程或平衡方程求解。（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。两种运动状态的处理思路：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。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。（4）电磁感应中的动力学临界问题。解决这类问题的关键是通过受力分析和运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度为最大值、最小值的条件。（银川一中银川一中20132014学年高二下学期期中学年高二下学期期中）如图如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上矩形闭合导体线框在匀强磁场上方方，由不同高度静止释放由不同高度静止释放，用用t1、t2分别表示分别表示线框线框ab边和边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边始终保持与磁场水平边界线边界线OO平行平行，线框平面与磁场方向垂直。线框平面与磁场方向垂直。设设OO下方磁场区域足够大下方磁场区域足够大，不计空气影响不计空气影响，则下列哪一个图象可能反映线框下落过程中则下列哪一个图象可能反映线框下落过程中速度速度v随时间随时间t变化的规律变化的规律（）度减小，A项错误；若线框速度vv0，但相差不大，则线框进入磁场后可能先减速再匀速，B项正确；若线框的速度vv0，则线框进入磁场一直匀速至全部进入磁场，D项正确；若线框的速度vUc，金属框中无电流B.UbUc，金属框中电流方向沿abca考题探析考题探析（2015全国卷全国卷，15）如图如图，直角三角形金属框直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为磁感应强度大小为B，方向方向平行于平行于ab边向上当金属框绕边向上当金属框绕ab边以角速度边以角速度逆时逆时针转动时针转动时，a、b、c三点的电势分别为三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知。已知bc边的长度为边的长度为l.下列判断正确的是下列判断正确的是（）答案：C（2015广东理综，广东理综，35）如图（）如图（a）所示，平）所示，平行长直金属导轨水平放置，间距行长直金属导轨水平放置，间距L0.4m。导轨右端接有阻值导轨右端接有阻值R1的电阻。导体棒垂的电阻。导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好。导体棒及导直放置在导轨上，且接触良好。导体棒及导轨的电阻均不计。导轨间正方形区域轨的电阻均不计。导轨间正方形区域abcd内内有方向竖直向下的匀强磁场，有方向竖直向下的匀强磁场，b、d连线与导连线与导轨垂直，长度也为轨垂直，长度也为L。从。从0时刻开始，磁感应时刻开始，磁感应强度强度B的大小随时间的大小随时间t变化，规律如图（变化，规律如图（b）所）所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，运动，1s后刚好进入磁场。若使棒在导轨上后刚好进入磁场。若使棒在导轨上始终以速度始终以速度v1m/s做直线运动，求：做直线运动，求：（1）棒进入磁场前，回路中的电动势E；（2）棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式。解析：（1）棒进入磁场前，回路中的电动势为感生电动势，由磁场变化产生（2）棒进入磁场后，磁感应强度不变，回路中的电动势为动）棒进入磁场后，磁感应强度不变，回路中的电动势为动生电动势，由导体棒切割磁感线产生，导体棒所受安培力为生电动势，由导体棒切割磁感线产生，导体棒所受安培力为因为t1s后，B0.5T，v1m/s，R1，所以L最大时，F最大。当L0.4m时，Fmax0.04N，当导体棒通过三角形abd区域时，导体棒切割磁感线的有效长度由几何关系可得L2v（t1），答案：（1）0.04V（2）0.04Ni（t1）A（1st1.2s）一、选择题（13题为单选题，4、5题为多选题）临场练兵临场练兵1.（2015重重庆庆理理综综，4）如如图图为为无无线线充充电电技技术术中中使使用用的的受受电电线线圈圈示示意意图图，线线圈圈匝匝数数为为n，面面积积为为S。若若在在t1到到t2时时间间内内，匀匀强强磁磁场场平平行行于于线线圈圈轴轴线线向向右右穿穿过过线线圈圈，其其磁磁感感应应强强度度大大小小由由B1均均匀匀增增加加到到B2，则则该该段段时时间间线线圈圈两端两端a和和b之间的电势差之间的电势差ab（）答案：C2.（2015安徽理综，19）如图所示，abcd为水平放置的平行光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。则（）答案：BA.PQ中电流先增大后减小B.PQ两端电压先减小后增大C.PQ上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先减小后增大答案：C3.（2015福福建建理理综综，18）如如图图，由由某某种种粗粗细细均均匀匀的的总总电电阻阻为为3R的的金金属属条条制制成成的的矩矩形形线线框框abcd，固固定定在在水水平平面面内内且且处处于于方方向向竖竖直直向向下下的的匀匀强强磁磁场场B中中。一一接接入入电电路路电电阻阻为为R的的导导体体棒棒PQ，在在水水平平拉拉力力作作用用下下沿沿ab、dc以以速速度度v匀匀速速滑滑动动，滑滑动动过过程程PQ始始终终与与ab垂垂直直，且且与与线线框框接接触触良良好好，不不计计摩摩擦擦在在PQ从从靠靠近近ad处处向向bc滑滑动动的的过程中过程中（）4.（2015全国卷全国卷，19）1824年年，法国科法国科学家阿拉果完成了著名的学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针磁针，如图所示。实验中发现如图所示。实验中发现，当圆盘在当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时时，磁针也随着一起转动起来磁针也随着一起转动起来，但略有滞但略有滞后。下列说法正确的是后。下列说法正确的是（）A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动答案：AB解析：圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A对，圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流，选项B对。圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错。圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错。谢 谢