高中物理 第1章 电磁感应整合课件 鲁科选修32

1、2021/8/11 星期三1本章整合2021/8/11 星期三2电磁感应2021/8/11 星期三3专题一专题二专题三专题一电磁感应电路中电荷量的计算根据法拉第电磁感应定律,在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。设在时间t内通过导线截面的电荷量为q,则根据I= 及法拉第电磁感应定律 ,得注意:(1)上式中n为线圈的匝数,为磁通量的变化量,R为闭合电路的总电阻。(2)如果闭合电路是一个单匝线圈(n=1),则q= 。2021/8/11 星期三4专题一专题二专题三例题1如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用时

2、0.3 s拉出,外力所做的功为W1,通过导线截面的电荷量为q1;第二次用时0.9 s拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电荷量为q2,则()A.W1W2,q1q2B.W1W2,q1=q2D.W1W2,q1q22021/8/11 星期三5专题一专题二专题三解析:设线框长为l1,宽为l2,第一次拉出速度为v1,第二次拉出速度为v2,因为l1=v1t1=v2t2,则v1=3v2。匀速拉出磁场时,外力所做的功恰等于克服安培力所做的功,有W1=F1l1=BI1l2l1=同理,W2= ,故W1W2;又由于线框两次拉出过程中,磁通量的变化量相等,即1=2,由q= ,得q1=q2,故选项C正确。答案:C2

3、021/8/11 星期三6专题一专题二专题三专题二电磁感应中的电路问题电磁感应与电路问题的联系就是电源与电路的连接问题。解决问题的关键就是把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路,其主要步骤是:1.确定电源应用闭合电路欧姆定律分析问题,应明确产生电动势的那部分导体相当于电源,该部分电路的电阻是电源的内阻,而其余部分电路则是用电器,是外电路。2.分析电路结构,画出等效电路图这一步实施的本质是确定“分析”的到位与准确。承上启下,为下一步的处理做好准备。3.利用电路规律求解主要是欧姆定律、串并联电路、电功。2021/8/11 星期三7专题一专题二专题三例题2如图所示,半径为a的圆形区域内有匀强磁场,磁

4、感应强度B=0.2 T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4 m,b=0.6 m。金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R=2 。一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均不计。(1)若棒以v0=5 m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO的瞬间,MN中的电动势和流过L1的电流。(2)撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90,若此时开始磁场随时间均匀变化,其变化率为 ,求磁场变化的过程中L1的功率。2021/8/11 星期三8专题一专题二专题三解析:(1)棒滑过圆环直径OO的瞬间,MN中的电动势E1

5、=B2av0=0.20.85 V=0.8 V等效电路如图所示,流过灯L1的电流I1= =0.4 A。 2021/8/11 星期三9专题一专题二专题三(2) 撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90,半圆环OL1O产生的电动势相当于电源,灯L2为外电路,等效电路如图,感应电动势E2= =0.32 VL1的功率P1= =1.2810-2 W。答案:(1)0.8 V0.4 A(2)1.2810-2 W 2021/8/11 星期三10专题一专题二专题三专题三电磁感应中的能量问题1.电磁感应过程伴随着不同形式能量的转化。因此,从功和能的观点入手,分清楚电磁感应过程中能量转化的关

6、系,是解决电磁感应问题的重要途径之一。2.要注意安培力的功与电能变化的对应关系,“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能;安培力做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。3.电能的求解思路主要有三种:(1)利用电磁感应中产生的电能等于克服安培力做的功求解。(2)利用能量守恒求解:产生的电能等于开始的机械能总和与最后的机械能总和之差。(3)利用电路特征求解:通过电路中所产生的电能计算公式(例如Q=I2Rt)求解。2021/8/11 星期三11专题一专题二专题三例题3(多选)如图所示,在水平桌面上放置两条相距l,电阻不计的平行光滑金属导轨ab、cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连。质量为m、电阻不计的滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动。整个装置放置于竖直方向的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B。滑杆的中点系一不可伸长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与另一质量也为m的物块相连,绳处于拉直状态。现从静止开始释放物块,若当物块下落高度h= 时恰好达到最大速度,用g表示重力加速度,则()A.物块最大速度为B.物块最大速度为C.在此过程中电阻R产生的热量为D.物块达到最大速度时刻,电阻R消耗的功率为2021/8/11 星期三12专题一专题二专题三解析:当绳上的拉力与物块的重力相等时,物块的速度最大,此时MN杆受到的安培力等于物