《精品课件：物理粤教选修3-2第一章本章优化总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品课件：物理粤教选修3-2第一章本章优化总结（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本章优化总结本章优化总结 专题归纳整合专题归纳整合章末综合检测章末综合检测本本章章优优化化总总结结知识网络构建知识网络构建知识网络构建知识网络构建电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应专题归纳整合专题归纳整合专题专题1 1楞次定律及其推广楞次定律及其推广利用楞次定律判定感应电流的方向时应首先明确利用楞次定律判定感应电流的方向时应首先明确穿过闭合电路原磁场的方向，再分析原磁场的磁穿过闭合电路原磁场的方向，再分析原磁场的磁通量是增加还是减少，然后由楞次定律判定感应通量是增加还是减少，然后由楞次定律判定感应电流的磁场的方向，最后由安培定则判定感应电电流的磁场的方向，最后由安培定则判定感应电流的方向关键是理
2、解流的方向关键是理解“阻碍阻碍”二字的含义，阻二字的含义，阻碍并不是阻止，而是延缓楞次定律可广义地表碍并不是阻止，而是延缓楞次定律可广义地表述述为为：感感应应电电流流的的效效果果总总是是要要反反抗抗(阻阻碍碍)引引起起感感应应电电流流的的“原原因因”，常常见见的的有有：阻阻碍碍原原磁磁通通量量的的变变化化(增增反反减减同同)；阻阻碍碍导导体体的的相相对对运运动动(来来拒拒去去留留)；通通过过改改变变线线圈圈面面积积来来“反反抗抗”(扩扩大大或或缩缩小小)；阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化(自感现象自感现象)例例例例1 1 (单选单选)如图如图11所示，所示，A、B都是很轻的都是很轻的铝环，分别
3、固定在绝缘细杆的两端，杆可绕中间竖铝环，分别固定在绝缘细杆的两端，杆可绕中间竖直轴在水平面内转动，环直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环是闭合的，环B是断开是断开的若用磁铁分别接近这两个圆环，则下列说法正的若用磁铁分别接近这两个圆环，则下列说法正确的是确的是()图图11A图中磁铁图中磁铁N极接近极接近A环时，环时，A环被吸引，而后环被吸引，而后被推开被推开B图中磁铁图中磁铁N极远离极远离A环时，环时，A环被排斥，而后环被排斥，而后随磁铁运动随磁铁运动C用磁铁用磁铁N极接近极接近B环时，环时，B环被排斥，远离磁环被排斥，远离磁铁运动铁运动D用磁铁的任意一磁极接近用磁铁的任意一磁极接近A环时，环时
4、，A环被排斥环被排斥【精讲精析精讲精析】由楞次定律中感应电流的效果总是由楞次定律中感应电流的效果总是要反抗要反抗(阻碍阻碍)引起感应电流的引起感应电流的“原因原因”，阻碍导体的，阻碍导体的相对运动相对运动(来拒去留来拒去留)，当磁铁靠近圆环时，引起的感，当磁铁靠近圆环时，引起的感应电流的圆环通过远离圆环的效果来阻碍圆环中磁应电流的圆环通过远离圆环的效果来阻碍圆环中磁通量的增加，所以不论用磁铁的通量的增加，所以不论用磁铁的N极还是极还是S极靠近时，极靠近时，圆环都要被排斥，但圆环都要被排斥，但B环是不闭合的，当磁铁靠近时，环是不闭合的，当磁铁靠近时，无感应电流，所以无感应电流，所以B环不动，环不
5、动，D项正确项正确【答案答案】D【方法总结方法总结】楞次定律的核心思想是楞次定律的核心思想是“阻碍阻碍”，要深刻理解要深刻理解“阻碍阻碍”的含义，掌握定律的本质的含义，掌握定律的本质专题专题2 2电磁感应中的力学问题电磁感应中的力学问题1通电导体在磁场中将受到安培力作用，电磁感通电导体在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，解决的基本应问题往往和力学问题联系在一起，解决的基本方法是：方法是：(1)由法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动由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势的大小和方向(2)求回路中的电流求回路中的电流(3)分析导体受力情况分析导体受力
6、情况(包括安培力在内的全面受力包括安培力在内的全面受力分析分析)(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程根据平衡条件或牛顿第二定律列方程2两种状态处理两种状态处理(1)导体处于平衡态导体处于平衡态静止或匀速直线运动状态静止或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件合外力为零列式分析处理方法：根据平衡条件合外力为零列式分析(2)导体处于非平衡态导体处于非平衡态处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析，或处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析，或结合功能关系分析结合功能关系分析3电磁感应中的动力学临界问题电磁感应中的动力学临界问题(1)解决这类问题的关键是通过受力分析和运动解决这类问题的关键是通过受力分
7、析和运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、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、最小值的条件加速度为最大值、最小值的条件例例例例2 2 如图如图12所示，线圈所示，线圈abcd每边长每边长l0.20 m，线圈质量，线圈质量m10.10 kg，电阻，电阻R0.10 ，砝码质，砝码质量量m20.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为为hl0.20 m砝码从某一位置下降，使砝码从某一位置下降，使ab边进边进入磁场开始做匀速运动求线圈做匀速运动的速度入
8、磁场开始做匀速运动求线圈做匀速运动的速度图图12【精讲精析精讲精析】该题的研究对象为线圈，线圈在匀该题的研究对象为线圈，线圈在匀速上升时受到安培力速上升时受到安培力F安安、绳子的拉力、绳子的拉力F和重力和重力m1g相互平衡，即相互平衡，即FF安安m1g砝码受力也平衡砝码受力也平衡Fm2g线圈匀速上升，在线圈中产生的感应电流线圈匀速上升，在线圈中产生的感应电流IBlv/R因此线圈受到向下的安培力因此线圈受到向下的安培力F安安BIl联立解得联立解得v(m2m1)gR/B2l2，代入数据得，代入数据得v4 m/s.【答案答案】4 m/s专题专题3 3电磁感应现象中的能量转化问题电磁感应现象中的能量转
9、化问题电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程因此，从功和能的观点入手，分析清楚电程因此，从功和能的观点入手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，是解决电磁感磁感应过程中能量转化的关系，是解决电磁感应问题的重要途径之一应问题的重要途径之一1电磁感应现象中的能量转化与守恒电磁感应现象中的能量转化与守恒能量守恒定律是自然界中的一条基本规律在能量守恒定律是自然界中的一条基本规律在电磁感应现象中，从磁通量变化的角度来看，电磁感应现象中，从磁通量变化的角度来看，感应电流总要阻碍原磁通量的变化；从导体和感应电流总要阻碍原磁通量的变化；从导体和磁体相对运动的角度来
10、看，感应电流总要阻碍磁体相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍它们的相对运动电磁感应现象中的它们的相对运动电磁感应现象中的“阻碍阻碍”作用正是能量转化与守恒的具体体现，在这种作用正是能量转化与守恒的具体体现，在这种“阻碍阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能，的过程中，其他形式的能转化为电能，总能量守恒总能量守恒2电磁感应现象中的能量转化方式电磁感应现象中的能量转化方式(1)与感生电动势有关的电磁感应现象中：磁场能与感生电动势有关的电磁感应现象中：磁场能转化为电能转化为电能(2)与动生电动势有关的电磁感应现象中：通过克与动生电动势有关的电磁感应现象中：通过克服安培力做功，把机械能或其他形式的能转
11、化为服安培力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能，克服安培力做多少功，就有多少机械能或电能，克服安培力做多少功，就有多少机械能或其他形式的能转化为电能；同理，安培力做功的其他形式的能转化为电能；同理，安培力做功的过程，是电能转化为机械能或其他形式能的过程，过程，是电能转化为机械能或其他形式能的过程，安培力做多少功，就有多少电能转化为机械能或安培力做多少功，就有多少电能转化为机械能或其他形式的能其他形式的能特特别别提提醒醒：当当感感应应电电流流通通过过用用电电器器时时，电电能能又又转转化化为为其其他他形形式式的的能能，如如果果电电路路是是纯纯电电阻阻电电路路，转化的电能将全部转化为电阻的内能转
12、化的电能将全部转化为电阻的内能3求解电磁感应现象中能量转化问题的一般思路求解电磁感应现象中能量转化问题的一般思路(1)在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，明确该导体或回路生变化的回路将产生感应电动势，明确该导体或回路就相当于电源，其余部分相当于外电路，可以画出等就相当于电源，其余部分相当于外电路，可以画出等效电路分析效电路分析(2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化如：生了转化如：有摩擦力做功，必有内能产生；有摩擦力做功，必有内能产生；克服安培力做功，
13、必然有其他形式的能转化为电能，克服安培力做功，必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能；如果是并且克服安培力做多少功，就产生多少电能；如果是安培力做正功，就有电能转化为其他形式的能安培力做正功，就有电能转化为其他形式的能(3)列列出出有有关关能能量量的的关关系系式式求求解解如如：利利用用电电磁磁感感应应中中产产生生的的电电能能等等于于克克服服安安培培力力做做的的功功求求解解；利利用用能能量量守守恒恒求求解解：产产生生的的电电能能等等于于机机械械能能的的减少；减少；利用电路特征求解：例如利用电路特征求解：例如QI2Rt.例例例例3 3 如图如图13所示，质量为所示，质
14、量为m100 g的铝环，的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度用细线悬挂起来，环中央距地面高度h0.8 m，有，有一质量一质量M200 g的小磁铁的小磁铁(长度可忽略长度可忽略)，以，以10 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为置的水平距离为3.6 m则磁铁与铝环发生相互作则磁铁与铝环发生相互作用时用时(小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动)：图图13(1)铝环向哪边偏斜？铝环向哪边偏斜？(2)若铝环在磁铁穿过后速度为若铝环在磁铁穿过后速度为2 m/s，在磁铁，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中
15、产生了多少电能穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(取取g10 m/s2)【精讲精析精讲精析】(1)由楞次定律可知，当小磁铁由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，由于铝环中产生感应电流，感应向右运动时，由于铝环中产生感应电流，感应电流的效果将阻碍相对运动，所以铝环将向右电流的效果将阻碍相对运动，所以铝环将向右偏斜偏斜(2)小磁铁穿过铝环后做平抛运动，所以小磁铁穿过铝环后做平抛运动，所以【答案答案】(1)铝环向右偏铝环向右偏(2)1.7 J专题专题4 4电磁感应中的图象问题电磁感应中的图象问题电电磁磁感感应应中中常常涉涉及及磁磁感感应应强强度度B、磁磁通通量量 、感感应应电电动动势势E和和感
16、感应应电电流流I等等随随时时间间t变变化化的的图图象象，即即Bt图图象象、t图图象象、Et图图象象和和It图图象象对对于于切切割割磁磁感感线线产产生生感感应应电电动动势势和和感感应应电电流流的的情情况况，还还常常涉涉及及感感应应电电动动势势E和和感感应应电电流流I随随线线圈圈位位移移x变变化化的的图图象象，即即Ex图图象象和和Ix图图象象这这些些图图象象问问题题大大体体上上可可分分为为两两类类：由由给给定定的的电电磁磁感感应应过过程程选选出出或或画画出出正正确确的的图图象象，或或由由给给定定的的有有关关图图象象分分析析电电磁磁感感应应过过程程，求求解解相相应应的的物物理理量量不不管管是是何何种
17、种类类型型，电电磁磁感感应应中中的的图图象象问问题题常常需需利利用用右右手手定定则则、楞楞次次定定律律和和法法拉拉第第电磁感应定律等规律分析解决电磁感应定律等规律分析解决例例例例4 4 (单单选选)矩矩形形导导线线框框abcd固固定定在在匀匀强强磁磁场场中中，磁磁感感线线的的方方向向与与导导线线框框所所在在平平面面垂垂直直规规定定磁磁场场的的正正方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里，磁磁感感应应强强度度B随随时时间间变变化化的的规规律律如如图图14所所示示若若规规定定顺顺时时针针方方向向为为感感应应电流电流i的正方向，下列的正方向，下列it图中正确的是图中正确的是()图图14图图15【精讲精析精讲
18、精析】由由Bt图象，图象，01 s内通过线框的内通过线框的磁通量向里且增大，由楞次定律知在线框中产生磁通量向里且增大，由楞次定律知在线框中产生逆时针逆时针(负方向负方向)的恒定电流，的恒定电流，12 s通过线框的磁通过线框的磁通量向里减小，通量向里减小，23 s通过线框的磁通量向外增大，通过线框的磁通量向外增大，由楞次定律可知由楞次定律可知13 s在线框中产生相同的顺时针在线框中产生相同的顺时针(正方向正方向)的恒定电流，同理的恒定电流，同理34 s的感应电流为负的感应电流为负方向恒定故方向恒定故D正确正确【答案答案】D专题专题5 5电磁感应中导体棒运动问电磁感应中导体棒运动问题的两种常见类型
19、题的两种常见类型1“电流电流运动运动发电发电电流电流运动运动”型型图图16如图如图16所示，在水平导轨上放有一导体棒所示，在水平导轨上放有一导体棒MN，导轨之间接有电源，当闭合开关后，回路中产生感导轨之间接有电源，当闭合开关后，回路中产生感应电流，并通过导体棒应电流，并通过导体棒MN.MN受安培力作用从静受安培力作用从静止开始运动，运动时切割磁感线又产生感应电动势，止开始运动，运动时切割磁感线又产生感应电动势，影响回路电流，影响导体棒影响回路电流，影响导体棒MN的运动的运动对导体棒受力和运动情况分析知，导体棒做加速度对导体棒受力和运动情况分析知，导体棒做加速度减小的加速运动，最终加速度等于零，
20、导体棒达到减小的加速运动，最终加速度等于零，导体棒达到稳定运动状态稳定运动状态2“运动运动发电发电电流电流运动运动”型型图图17如图如图17所示，在竖直导轨上，自由释放一导体所示，在竖直导轨上，自由释放一导体棒棒MN，下落过程中产生感应电动势，回路中形，下落过程中产生感应电动势，回路中形成电流，导体棒成电流，导体棒MN受到安培力的作用，影响导受到安培力的作用，影响导体棒体棒MN的运动的运动对导体棒受力和运动情况分析知，随着导体棒速对导体棒受力和运动情况分析知，随着导体棒速度增加，感应电流增大，安培力增大，导体棒做度增加，感应电流增大，安培力增大，导体棒做加速度减小的加速运动，最终加速度等于零，
21、导加速度减小的加速运动，最终加速度等于零，导体棒达到稳定状态体棒达到稳定状态例例例例5 5 如如图图18所所示示，ab、cd是是两两根根固固定定的的竖竖直直光光滑滑的的足足够够长长金金属属导导轨轨，导导轨轨上上套套有有一一根根可可滑滑动动的的金金属属细细棒棒，整整个个装装置置放放在在磁磁感感应应强强度度B0.5 T的的水水平平匀匀强强磁磁场场中中已已知知棒棒长长L10 cm，电电阻阻R0.2 ，质量，质量m20 g，开始，开始时处于静止状态电池电动势时处于静止状态电池电动势E1.5 V，内阻，内阻r0.1 ，导，导轨的电阻、空气阻力均不计，轨的电阻、空气阻力均不计，取取g10 m/s2.当电键
22、当电键S闭合闭合后，试求：后，试求： 图图18(1)棒棒L的最大加速度；的最大加速度；(2)棒棒L的最大速度；的最大速度；(3)棒棒L达到最大速度后，棒达到最大速度后，棒L发热消耗的功率与发热消耗的功率与整个电路消耗的功率之比；整个电路消耗的功率之比；(4)若棒若棒L从静止到速度达到最大过程中上升了从静止到速度达到最大过程中上升了s10 m，则在这过程中，安培力对棒，则在这过程中，安培力对棒L所做的功所做的功是多少？是多少？(2)导导体体棒棒受受安安培培力力作作用用从从静静止止开开始始运运动动，运运动动时时切切割割磁磁感感线线又又产产生生感感应应电电动动势势，影影响响回回路路电电流流，对对导导
23、体体棒棒受受力力和和运运动动情情况况分分析析知知，导导体体棒棒做做加加速速度度减减小小的的加加速速运运动动，最最终终加加速速度度等等于于零零，导导体体棒棒达达到到稳稳定定运运动动状状态态对对处处于于平平衡衡状状态态的的导导体体棒棒列列出出平平衡衡方方程程得得BILmg0【答案答案】(1)2.5 m/s2，竖直向上，竖直向上(2)6 m/s，竖直向上竖直向上(3)8 15(4)2.36 J专题专题6 6自感现象及其应用自感现象及其应用1自感线圈的作用是使其自身电流不能突变，自感线圈的作用是使其自身电流不能突变，只能渐变只能渐变2分析自感现象时，首先要明确流过电感线圈分析自感现象时，首先要明确流过
24、电感线圈的电流是增大还是减小，然后，再根据自感电的电流是增大还是减小，然后，再根据自感电动势阻碍电流的变化进行相应分析动势阻碍电流的变化进行相应分析例例例例6 6 如图如图19所示，设电源的电动势所示，设电源的电动势E10 V，内阻不计，内阻不计，L与与R的电阻均为的电阻均为5 ，两灯泡的电阻为，两灯泡的电阻为R灯灯10 .图图19(1)求断开求断开S的瞬间，灯泡的瞬间，灯泡L1两端的电压；两端的电压；(2)画出断开画出断开S前后一段时间内电流随时间的变化图象前后一段时间内电流随时间的变化图象断断开开S的的瞬瞬间间，由由于于线线圈圈要要想想维维持持IL不不变变，而而又又与与L1组组成成闭闭合合
25、回回路路，因因此此通通过过L1的的最最大大电电流流为为1 A，所以此时所以此时L1两端的电压为两端的电压为UILR灯灯10 V.(2)断断开开S前前，流流过过L1的的电电流流为为0.5 A不不变变，而而断断开开S瞬间，通过瞬间，通过L1的电流的电流突然变为突然变为1 A，且方向也，且方向也发生变化，然后渐渐减小发生变化，然后渐渐减小为零，所以它的图象应为零，所以它的图象应如图如图110所示所示(t0为断开为断开S的时刻的时刻). 图图110【答案答案】见精讲精析见精讲精析【题后反思题后反思】实际上从实际上从t0开始，电流持续的时开始，电流持续的时间是很短的间是很短的同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
