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1、章末總結(jié),第四章電磁感應(yīng),內(nèi)容索引,,知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 梳理知識(shí) 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),知識(shí)網(wǎng)絡(luò),電磁感應(yīng),電磁感應(yīng)現(xiàn)象,現(xiàn)象,閉合電路中部分導(dǎo)體做 運(yùn)動(dòng) 閉合電路的 發(fā)生變化,,切割磁感線,,,磁通量,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：電路 且 變化 能量轉(zhuǎn)化：其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能或電能的轉(zhuǎn)移,閉合,磁通量,適合判定 產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向 右手定則、左手定則、安培定則的區(qū)別,內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng) 總要 引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,理解,阻礙,感應(yīng)電流總要阻礙 的變化 感應(yīng)電流總要阻礙 的相對(duì)運(yùn)動(dòng),,磁通

2、量,導(dǎo)體和磁場(chǎng),應(yīng)用 步驟,首先明確原磁場(chǎng)的 和磁通量的 ，確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 再用 確定感應(yīng)電流的方向),,方向,增減,安培定則,右手 定則,,電磁感應(yīng),楞次定律 (感應(yīng)電流 的方向),,,導(dǎo)體切割磁感線,電磁感應(yīng),法拉第電磁 感應(yīng)定律 (感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的大小,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) 產(chǎn)生的條件： 發(fā)生變化,,磁通量,,,磁通量的變化率： 內(nèi)磁通量的變化,單位時(shí)間,法拉第電磁 感應(yīng)定律,En ，適合求E的 值,,平均,切割公式,,EBLv，適合求E的 值 條件：B、L、v三者_(dá)________,瞬時(shí),互相垂直,電磁阻尼 電磁驅(qū)

3、動(dòng),自感 現(xiàn)象,定義： 發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 自感電動(dòng)勢(shì)：總是阻礙 的變化 自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、 ，以及 是否有 等因素有關(guān) 應(yīng)用和防止,,渦流,定義：塊狀金屬在 的磁場(chǎng)中產(chǎn)生的環(huán)形 感應(yīng)電流,,電磁感應(yīng),電磁感應(yīng)現(xiàn)象自感現(xiàn)象及其應(yīng)用(特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,,,自身電流,自身電流,匝數(shù),鐵芯,應(yīng)用,,變化,互感現(xiàn)象,重點(diǎn)探究,1.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向不一定與原磁場(chǎng)方向相反，只有在磁通量增加時(shí)兩者才相反，而在磁通量減少時(shí)兩者是同向的. 2.“阻礙”并不是“阻止”，而是“延緩”，回路中的磁

4、通量變化的趨勢(shì)不變，只不過(guò)變化得慢了. 3.“阻礙”的表現(xiàn)：增反減同、來(lái)拒去留等.,一、楞次定律的理解與應(yīng)用,例1如圖1甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中通有變化電流i，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，圖甲中箭頭方向?yàn)殡娏髡较颍琍所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力為FN，則 A.t1時(shí)刻FNG，P有收縮的趨勢(shì) B.t2時(shí)刻FNG，此時(shí)穿過(guò)P的磁通量為0 C.t3時(shí)刻FNG，此時(shí)P中無(wú)感應(yīng)電流 D.t4時(shí)刻FN

5、圈P將阻礙其磁通量的增大，故線圈有收縮的趨勢(shì)，線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針感應(yīng)電流(從上向下看)，由安培定則可判斷，螺線管下端為N極，線圈等效成小磁鐵，N極向上，則此時(shí)FNG，故A正確； 當(dāng)螺線管中電流不變時(shí)，其形成磁場(chǎng)不變，線圈P中的磁通量不變，因此磁鐵線圈中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，線圈和磁鐵間無(wú)相互作用力，故t2時(shí)刻FNG，此時(shí)穿過(guò)P的磁通量不為0，故B錯(cuò)誤； t3時(shí)刻螺線管中電流為零，但是線圈P中磁通量是變化的，因此此時(shí)線圈中有感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤； t4時(shí)刻電流不變時(shí)，其形成磁場(chǎng)不變，線圈P中磁通量不變，故D錯(cuò)誤.,對(duì)圖象的分析，應(yīng)做到： (1)明確圖象所描述的物理意義； (2)明確各種物理量正、負(fù)號(hào)的含義

6、； (3)明確斜率的含義； (4)明確圖象和電磁感應(yīng)過(guò)程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系.,二、電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題,例2如圖2所示，三條平行虛線位于紙面內(nèi)，中間虛線兩側(cè)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向.菱形閉合導(dǎo)線框ABCD位于紙面內(nèi)且對(duì)角線AC與虛線垂直，磁場(chǎng)寬度與對(duì)角線AC長(zhǎng)均為d，現(xiàn)使線框沿AC方向勻速穿過(guò)磁場(chǎng)，以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電 流的正方向，則從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到A點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)的 過(guò)程中，線框中電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖象可能是,圖2,,答案,解析,解析導(dǎo)線框ABCD在進(jìn)入左邊磁場(chǎng)時(shí)，由楞次定律和安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向應(yīng)為正方向，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤； 當(dāng)導(dǎo)線框ABCD一部分在左磁場(chǎng)區(qū)，

7、另一部分在右磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，回路中的最大電流要加倍，方向與剛進(jìn)入時(shí)的方向相反，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.,電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個(gè)常見(jiàn)解法 1.排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過(guò)程中物理量的變化趨勢(shì)(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯(cuò)誤的選項(xiàng). 2.函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫(xiě)出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象作出分析和判斷，這未必是最簡(jiǎn)捷的方法，卻是最有效的方法.,求解電磁感應(yīng)中電路問(wèn)題的關(guān)鍵是分清楚內(nèi)電路和外電路. “切割”磁感線的導(dǎo)體和磁通量變化的線圈都相當(dāng)于“電源”，該部分導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于內(nèi)電阻，而其余部分的電阻則是外電阻.,三、電磁

8、感應(yīng)中的電路問(wèn)題,例3把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖3所示，一長(zhǎng)度為2a、電阻等于R、粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過(guò)環(huán)心O時(shí)，求： (1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；,答案,解析,圖3,解析把切割磁感線的金屬棒看成一個(gè)具有內(nèi)阻為R、電動(dòng)勢(shì)為E的電源，兩個(gè)半圓環(huán)看成兩個(gè)并聯(lián)電阻，畫(huà)出等效電路如圖所示. 等效電源電動(dòng)勢(shì)為：EBlv2Bav.,電流方向從N流向M. 根據(jù)閉合電路歐姆定律知，棒兩端的電壓為電源路端電壓.UMNIR外 Bav,(2)在圓環(huán)和金

9、屬棒上消耗的總熱功率.,答案,解析,解析圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為：,電磁感應(yīng)中電路問(wèn)題的分析方法 1.明確電路結(jié)構(gòu)，分清內(nèi)、外電路，畫(huà)出等效電路圖. 2.根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方式計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，如果是磁場(chǎng)變化，由En 計(jì)算；如果是導(dǎo)體切割磁感線，由EBlv計(jì)算. 3.根據(jù)楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向. 4.根據(jù)電路組成列出相應(yīng)的方程式.,此類問(wèn)題涉及電路知識(shí)、動(dòng)力學(xué)知識(shí)和能量觀點(diǎn)，綜合性很強(qiáng)，解決此類問(wèn)題要注重以下三點(diǎn)： 1.電路分析 (1)找“電源”：確定出由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r. (2)電路結(jié)構(gòu)分析 弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小

10、，為求安培力做好鋪墊.,四、電磁感應(yīng)中的力電綜合問(wèn)題,2.力和運(yùn)動(dòng)分析 (1)受力分析：分析研究對(duì)象(常為金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力情況，尤其注意安培力的方向. (2)運(yùn)動(dòng)分析：根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，確定出運(yùn)動(dòng)模型，根據(jù)模型特點(diǎn)，找到解決途徑. 3.功和能量分析 (1)做功分析，找全力所做的功，弄清功的正、負(fù). (2)能量轉(zhuǎn)化分析，弄清哪些能量增加，哪些能量減小，根據(jù)功能關(guān)系、能量守恒定律列方程求解.,例4如圖4所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角30的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距L0.4 m，導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域和，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN.中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

11、方向垂直斜面向上，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0.5 T.在區(qū)域中，將質(zhì)量m10.1 kg、電阻R10.1 的金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑.然后，在區(qū)域中將質(zhì)量m20.4 kg，電阻R2 0.1 的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開(kāi)始下滑. cd在滑動(dòng)過(guò)程中始終處于區(qū)域的磁場(chǎng)中，ab、 cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸， 取g10 m/s2，問(wèn)：,圖4,(1)cd下滑的過(guò)程中，ab中的電流方向；,答案,解析,答案由a流向b,解析由右手定則可判斷出cd中的電流方向?yàn)橛蒬到c，則ab中電流方向?yàn)橛蒩流向b.,(2)ab剛要向上滑動(dòng)時(shí)，cd的速度v多大；,答案,解析,答案5 m/s,解析開(kāi)始放置時(shí)ab剛好不下滑，ab所受摩擦力為最大靜摩擦力，設(shè)其大小為Ffmax，有Ffmaxm1gsin 設(shè)ab剛要上滑時(shí)，cd棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E， 由法拉第電磁感應(yīng)定律有EBLv 設(shè)電路中的感應(yīng)電流為I，由閉合電路歐姆定律有 I 設(shè)ab所受安培力為F安，有F安BIL 此時(shí)ab受到的最大靜摩擦力方向沿導(dǎo)軌向下，由平衡條件有F安m1gsin Ffmax 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得v5 m/s.,(3)從cd開(kāi)始下滑到ab剛要向上滑動(dòng)的過(guò)程中，cd滑動(dòng)的距離x3.8 m，此過(guò)程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少.,答案,解析,答案1.3 J,解析設(shè)cd棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總，,