《(通用版)2018-2019版高中物理 第一章 電磁感應(yīng)章末課件 教科版選修3-2.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(通用版)2018-2019版高中物理 第一章 電磁感應(yīng)章末課件 教科版選修3-2.ppt(27頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、章末總結(jié),第一章電磁感應(yīng),內(nèi)容索引,,知識網(wǎng)絡(luò) 梳理知識 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),重點探究 啟迪思維 探究重點,知識網(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 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,電磁感應(yīng),法拉第電磁 感應(yīng)定律 (感應(yīng)電動勢 的大小,感應(yīng)電動勢,定義:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢 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,單位時間,法拉第電磁 感應(yīng)定律,En ,適合求E的 值,,平均,切割公
2、式,,EBLv,適合求E的 值 條件:B、L、v三者_(dá)________,瞬時,互相垂直,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 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 的相對運(yùn)動,,磁通量,導(dǎo)體和磁場,應(yīng)用 步驟,首先明確原磁場的 和磁通量的 ,確定感應(yīng)電流的磁場方向 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,電磁阻尼 高頻感
3、應(yīng)爐與電磁灶,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 自感電動勢: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 的磁場中產(chǎn)生的環(huán)形 感應(yīng)電流,,電磁感應(yīng),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,重點探究,1.感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.感應(yīng)電流的磁場方向不一定與原磁場方向相反,只有在磁通量增加時兩者才相反,而在磁通量減少時兩者是同向的. 2.“阻礙”并不是“阻止”,而是“延緩”,回路中的磁通量
4、變化的趨勢不變,只不過變化得慢了. 3.“阻礙”的表現(xiàn):增反減同、來拒去留等.,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,電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示(圖甲所示Q中電流方向為正),P所受的重力為G,桌面對P的支持力為N,則 A.t1時刻N(yùn)G,P有收縮的趨勢 B.t2時刻N(yùn)G,此時穿過P的磁通量為0 C.t3時刻N(yùn)G,此時P中無感應(yīng)電流 D.t4時刻N(yùn)
5、通量的增大,故線圈有收縮的趨勢,線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(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NG,故A正確; 當(dāng)螺線管中電流不變時,其形成的磁場不變,線圈P中的磁通量不變,因此線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,線圈和螺線管間無相互作用力,故t2時刻N(yùn)G,此時穿過P的磁通量不為0,故B錯誤; t3時刻螺線管中電流為零,但是線圈P中磁通量是變化的,因此此時線圈中有感應(yīng)電流,故C錯誤; t4時刻電流不變時,其形成的磁場不變,線圈P中磁通量不變,故D錯誤.,對圖像的分析,應(yīng)做到: (1)明確圖像所描述的物理意義; (2)明確各種物理量正、負(fù)號的含義; (3)
6、明確斜率的含義; (4)明確圖像和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系.,二、電磁感應(yīng)中的圖像問題,,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,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)且對角線AC與虛線垂直,磁場寬度與對角線AC長均為d,現(xiàn)使線框沿AC方向勻速穿過磁場,以逆時針方向為感應(yīng)電流的正方 向,則從C點進(jìn)入磁場到A點離開磁場的過程中,線 框中電流i隨時間t的變化關(guān)系圖像可能是,答案,解析,圖2,解析導(dǎo)線框ABCD在進(jìn)入左邊磁場時,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B、C錯誤; 當(dāng)導(dǎo)線框ABCD一部分在左磁場區(qū),另一部分在
7、右磁場區(qū)時,回路中的最大電流要加倍,方向與剛進(jìn)入時的方向相反,選項D正確,選項A錯誤.,電磁感應(yīng)中圖像類選擇題的兩個常見解法 (1)排除法:定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(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),排除錯誤的選項. (2)函數(shù)法:根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系,然后由函數(shù)關(guān)系對圖像作出分析和判斷,這未必是最簡捷的方法,但卻是最有效的方法.,求解電磁感應(yīng)中電路問題的關(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(或線圈)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
8、、電磁感應(yīng)中的電路問題,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)磁場中,如圖3所示,一長度為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向右移動經(jīng)過環(huán)心O時,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具有內(nèi)阻為R、電動勢為E的電源,兩個半圓環(huán)看成兩個并聯(lián)電阻,畫出等效電路如圖所示. 等效電源電動勢為: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
9、環(huán)和金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)中電路問題的分析方法: (1)明確電路結(jié)構(gòu),分清內(nèi)、外電路,畫出等效電路圖. (2)根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方式計算感應(yīng)電動勢的大小,如果是磁場變化,由En 計算;如果是導(dǎo)體切割磁感線,由EBLv計算. (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.,此類問題涉及電路知識、動力學(xué)知識和能量觀點,綜合性很強(qiáng),解決此類問題要注重以下三點: (1)電路分析 找“電源”:確定出由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源,求出電源的電動勢E和內(nèi)阻r. 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
10、流大小,為求安培力做好鋪墊.,四、電磁感應(yīng)中的力電綜合問題,(2)力和運(yùn)動分析 受力分析:分析研究對象(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. 運(yùn)動分析:根據(jù)力與運(yùn)動的關(guān)系,確定出運(yùn)動模型,根據(jù)模型特點,找到解決途徑. (3)功和能量分析 做功分析,找全力所做的功,弄清功的正、負(fù). 能量轉(zhuǎn)化分析,弄清哪些能量增加,哪些能量減少,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,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)磁場方向垂直斜面向下,中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向
11、上,兩磁場的磁感應(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R20.1 的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上,由靜止開始下滑.cd在 滑動過程中始終處于區(qū)域的磁場中,ab、cd始 終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸,取g 10 m/s2,問:,圖4,(1)cd下滑的過程中,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中的電流方向為由d到c,則ab中電流方向為由a流向b.,(2)ab剛要向上滑動時,cd的速度v多大;,答案,解析,答案5 m/s,解析開始放置時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fmax,有fmaxm1gsin 設(shè)ab剛要上滑時,cd棒的感應(yīng)電動勢為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 fmax 聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)解得v5 m/s.,(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中,cd滑動的距離x3.8 m,此過程中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)動過程中在電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總,,解得Q1.3 J.,