高中物理 第2章 楞次定律和自感现象整合课件 鲁科版选修32.ppt

本章整合 专题一 专题二 专题三 专题一 专题二 专题三 规律 1 因电而生磁 i b 安培定则 2 因电而受力 i b f安 左手定则 3 因动而生电 v b i 右手定则 可简记为 左力右电安磁 专题一 专题二 专题三 例题1如图所示 mn是一根固定的通电长直导线 电流方向向上 今将一金属线框abcd放在导线上 让线框的位置偏向导线的左边 两者彼此绝缘 当导线中的电流突然增大时 线框整体受力情况为 a 受力向右b 受力向左c 受力向上d 受力为零 专题一 专题二 专题三 解析 由安培定则可知通电直导线周围的磁场分布如图所示 当直导线上电流突然增大时 穿过矩形回路的合磁通量 方向向外 增加 回路中产生顺时针方向的感应电流 因ad bc两边分布对称 所受的安培力合力为零 而ab cd两边虽然通过的电流方向相反 但它们所处的磁场方向也相反 由左手定则可知它们所受的安培力均向右 所以线框整体受力向右 故选项a正确 答案 a 专题一 专题二 专题三 例题2 多选 如图所示 两个线圈套在同一个铁芯上 线圈的绕向如图所示 左线圈连着平行导轨m和n 导轨电阻不计 在垂直导轨方向上放着一金属棒ab 金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中 下列说法中正确的是 a 当金属棒向右匀速运动时 a点电势高于b点 c点电势高于d点b 当金属棒向右匀速运动时 b点电势高于a点 c点与d点的电势相等c 当金属棒向右加速运动时 b点电势高于a点 c点电势高于d点d 当金属棒向右加速运动时 b点电势高于a点 d点电势高于c点 解析 本题考查了楞次定律及右手定则的应用 当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时 金属棒产生恒定感应电动势 由右手定则判断电流方向由a b 根据电流从电源 ab相当于电源 正极流出沿外电路回到电源负极的特点 可以判断b点电势高于a点 因为左线圈中的感应电动势恒定 则感应电流也恒定 所以穿过右线圈的磁通量保持不变 不产生感应电流 此时c点和d点电势相等 当ab向右做加速运动时 由右手定则可推断 b a 电流沿逆时针方向 又由e blv可知 ab导体两端的e不断增大 那么左边电路中的感应电流也不断增大 由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的 并且磁感应强度不断增强 所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加 由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向沿逆时针方向 而在右线圈组成的电路中 感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上 把这个线圈看作电源 由于电流是从c沿内电路 即右线圈 流向d的 所以d点电势高于c点 故选项b d正确 答案 bd 专题一 专题二 专题三 专题一 专题二 专题三 专题二电磁感应中的力学问题1 由于通过感应电流的导体在磁场中受安培力作用 电磁感应问题往往和力学问题联系在一起 基本分析方法是 1 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 2 求回路中电流 3 分析研究导体受力情况 4 列动力学方程或平衡方程求解 专题一 专题二 专题三 2 导体在安培力及其他力共同作用下 做非匀变速直线运动 最终趋于一稳定状态的问题 专题一 专题二 专题三 例题3如图所示 ab cd是两根足够长的固定平行金属导轨 两导轨间的距离为l 导轨平面与水平面的夹角为 在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场 磁感应强度为b 在导轨的ac端连接一个阻值为r的电阻 一根质量为m 垂直于导轨放置的金属棒ab 从静止开始沿导轨下滑 求此过程中ab棒的最大速度 已知ab与导轨间的动摩擦因数为 导轨和金属棒的电阻都不计 且运动过程中金属棒始终未脱离导轨 专题一 专题二 专题三 解析 ab棒沿导轨下滑过程中受四个力作用 即重力mg 支持力n 摩擦力f和安培力f安 如图所示 ab棒由静止开始下滑后 将是v e i f安 a 为增大符号 为减小符号 所以导体棒做一个加速度逐渐减小的加速运动 当加速度为零时 速度达到最大值 ab棒处于平衡状态 根据电磁感应定律e blv 闭合电路中要产生感应电流 根据闭合电路欧姆定律安培力f安 bil 方向沿导轨向上 受力分析如图所示 专题一 专题二 专题三 专题一 专题二 专题三 专题一 专题二 专题三 求解图象问题时特别注意 1 明确图象所描述的物理意义 2 必须明确各种 的含义 3 必须明确斜率的含义 4 必须建立图象和电磁感应过程之间的对应关系 专题一 专题二 专题三 例题4 多选 一个圆形闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中 线圈平面与磁场方向垂直 如图甲所示 设垂直于纸面向内的磁感应强度方向为正 垂直于纸面向外的磁感应强度方向为负 线圈中顺时针方向的感应电流为正 逆时针方向的感应电流为负 已知圆形线圈中感应电流i随时间变化的图象如图乙所示 则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是图中的 专题一 专题二 专题三 解析 此题属于感生电动势类型 由乙图可以看出0 0 5s 0 5 1 5s 1 5 2 5s i的大小相同 故对应时间内相同 0 5 1 5s与0 0 5s i的方向相反说明 b变化方向相反 再由楞次定律可以最后判定只有选项c d符合题意 答案 cd 专题一 专题二 专题三 例题5 多选 如图所示 一有界区域内 存在着磁感应强度大小均为b 方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场 磁场宽度均为l 边长为l的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上 使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域 若以逆时针方向为电流的正方向 能反映线框中感应电流变化规律的是图 专题一 专题二 专题三 专题一 专题二 专题三 解析 线框做