2019-2020学年高中物理 第1章 电磁感应章末整合课件 粤教版选修3-2

1、章末整合 知 识 网 络 专题一楞次定律的理解和应用 1楞次定律解决的问题是感应电流的方向问题，它涉及两 个磁场，感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁 场(原来就有的磁场)，前者和后者的关系不是“同向”和“反 向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系 2对“阻碍意义的理解” (1)阻碍原磁场的变化“阻碍”不是阻止，而是“延 缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场 的变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变， 不会发生逆转 热 点 专 题 (2)阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁场本身，如果原 磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流 (3)阻碍不

2、是相反，当原磁通量减小时，感应电流的磁场 与原磁场同向，以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体 运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动 (4)由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力 克服这一“阻碍”而做功，从而导致其他形式的能量转化为电 能，因而楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体 现 3运用楞次定律处理问题的思路 (1)判定感应电流方向问题的思路 运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可以总结为 “一原、二感、三电流” 明确原磁场：弄清原磁场的方向以及磁通量的变化情 况 确定感应磁场：即根据楞次定律中的“阻碍”原则，结 合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的

3、 方向 判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则 判断出感应电流方向 (2)判断闭合电路(或电路中可动部分导体)相对运动类问 题的分析策略 在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问 题，主要是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流， 而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或 电路中可动部分的导体发生了运动 如图所示是著名物理学家费曼设计的一个实 验，在一块绝缘板中部安装一个线圈，并接有电源，板的四周 有许多带负电的小球将整个装置悬挂起来当接通开关瞬 间，整个圆盘将(自上而下看)() 例例 1 A顺时针转动一下 B逆时针转动一下 C顺时针不断转动 D逆时针不断转

4、动 解析：开关接通瞬间，穿过带电小球所在空间向下的磁通 量突然增加，由楞次定律知，在带电小球所处空间将产生逆时 针方向(从上往下看)的电动势(确切讲，应为逆时针方向电 场)，从而使带负电小球受到顺时针方向作用力由于该变化 是瞬间的，故选A. 答案：A 专题二电磁感应中的力学问题 通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，从而引 起导体速度、加速度的变化 (1)基本方法 用法拉第电磁感应定律和楞次定律求出感应电流的方向 和感应电动势的大小 求出回路中电流的大小 分析研究导体受力情况(包括安培力，用左手定则确定 其方向) 列出动力学方程或者平衡方程求解 (2)基本思路 电磁感应力学问题中，要抓好

5、受力情况、运动情况的动态 分析：导体受力运动产生感应电动势感应电流通电导体受 到安培力合外力变化加速度变化速度变化，周而复始的 循环，循环结束时，加速度为零，导体达稳定状态，速度达到 最值 如图所示，线圈abcd每边长l0.20 m， 线圈质量m10.10 kg、电阻R0.10 ，重物质量为m2 0.14 kg.线圈上方的匀强磁场磁感应强度B0.5 T，方向垂 直线圈平面向里，磁场区域的宽度为h0.20 m重物从某 一位置下降，使ab边进入磁场开始做匀速运动，求线圈做匀 速运动的速度(g10 m/s2) 例例 2 答案：答案：4 m/s 专题三电磁感应中的电路问题 在电磁感应中，切割磁感线的导

6、体或磁通量变化的回路将 产生感应电动势，该导体或回路相当于电源 解决电路问题的基本方法： 用法拉第电磁感应定律或楞次定律确定感应电动势的大 小和方向 画出等效电路图 运用闭合电路欧姆定律、串并联电路性质，电功率等公 式进行求解 用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导 体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如下图所 示在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别 为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是() AUaUbUcUd BUaUbUdUc CUaUbUcUd DUbUaUdUc 例例 3 答案：答案：B 专题四电磁感应中的图象问题 电磁感应中常常涉及磁感应强度、磁通量、感

7、应电动势、 感应电流、安培力或外力随时间变化的图象 这些图象问题大体上可以分为两类： 由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象 由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理 量 不管是何种类型，电磁感应中的图象问题往往需要综合右 手定则、左手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分 析解决 例例 4 答案：C 专题五电磁感应中的能量问题 电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力 作用，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做 功，此过程中，其他形式的能量转化为电能，“外力”克服安 培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能 当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式

8、的能 量，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程， 安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量 如图甲所示，光滑的平行水平金属导轨MN、 PQ相距l，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，在两导轨 间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁 场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为l的 导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0.现用一个水 平向右的力F拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前 已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电 阻不计，F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图乙，F0已 知求： 例例 5 (1)棒a

9、b离开磁场右边界时的速度； (2)棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能； (3)d0满足什么条件时，棒ab进入磁场后一直做匀速运 动？ 甲乙甲乙 电磁感应中的能量问题 1电磁感应的本质能量转化：电磁感应过程，实质上 也是一个能量转化和守恒的过程通过安培力做负功，将其他 非电能转化为电能，同时又将转化来的电能进一步转化成其他 非电能因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化 2利用功能关系求解电磁感应问题的基本方法 (1)用法拉第电磁感应定律或导体切割磁感线公式确定感 应电动势的大小，用楞次定律和右手定则判断感应电动势的方 向 解 题 策 略 (2)画出等效电路，求解电路中相关参量，分析电路

10、中能 量转化关系 (3)研究导体机械能的转化，利用能量转化和守恒关系， 列出机械功率与电路中电功率变化的守恒关系式 3电磁感应中能量转化类型 (1)机械能电能机械能内能 (2)化学能电能机械能内能 (3)非电能电能内能 1如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为 的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在 竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为 m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用金属棒 沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确 的是() A作用在金属棒上各力的合力做功等于系统产生的电能 B重力做的功等于系统产生的电能 C金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热 D金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热 【答案】C 【解析】根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故 A错；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服 F所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻 R上产生的焦耳热，所以B、D错，C对 2(