高中物理-一轮复习专题：电磁感应单杆问题课件

1、专题复习：电磁感应单杆问题专题复习：电磁感应单杆问题先做“电”的分析再进行“路”的分析弄清几个电阻，串、并联关系，求出相应部分的电流大小及方向（楞次定律 或右手定则 ） 然后是“力”的分析尤其 研究对象的安培力（方向：左手定则） 和其他力 的关系 （平衡关系或牛顿第二定律）；其次进行“运动”状态的分析根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型（匀速？匀变速？变加速 ？）“功 和 能”的分析 - 若导线切割磁感线，则安培力做功的绝对值等于焦耳热；若为系统问题，则应用能量守恒；但若电流恒定直接使用Q=I2 RtBlv,注意匝数及哪几个边q = I t=n /t = n B LX / tE = n B

2、S/ t“电量和动量”的分析 -单杆动量定理; 多杆动量守恒定律(正负号）例：电磁感应中的综合题解题思路流程电的分析动量和电量分析动力学分析功能和电热分析1、电磁感应综合题分析流程先做“电”的分析再进行“路”的分析弄清几个电阻，串、并（1）平动切割类的电动势 2：电磁感应中的电动势（1）平动切割类的电动势 2：电磁感应中的电动势（2）转动切割类的电动势 2：电磁感应中的电动势（2）转动切割类的电动势 2：电磁感应中的电动势已知线圈匝数为N，线圈所在位置磁场为B，线圈半径为r已知正方形线圈长为L，匝数为N，线圈所在位置磁场为B已知长方形线圈，ad长为L，ad长为L0匝数为N，磁场大小都是B，磁场

3、运动速度为V，线圈运动速度为V0（比V小）Vo （3）线圈类的电动势已知长方形线圈匝数为N，线圈所在位置磁场大小为B，已知角速度，ab=L,bc=2L,从图示位置转过60度时的电动势？V= L2 2：电磁感应中的电动势已知线圈匝数为N，线圈所在位置磁场为B，线圈半径为r已知（4）正弦式交流电动势电 2：电磁感应中的电动势（4）正弦式交流电动势电 2：电磁感应中的电动势1、有初速的自由滑行 质量为m，电阻不计的单杆ab以一定初速度v0在光滑水平轨道上滑动，两平行导轨间距为L 3：电磁感应中的单杆问题1、有初速的自由滑行 3：电磁感应中的单杆问题2、恒定速度 NvMOxyAMFENGvNMO 3：

4、电磁感应中的单杆问题2、恒定速度 NvMOxyAMFENGvNMO 3：电磁3、恒定作用力 XXXXXXXXXXXXXXXXMNRBv 3：电磁感应中的单杆问题3、恒定作用力 XXXXXXXXXXXXXXXXMNRBv 4、恒力加速度 拉力应该是变力，但与时间一次函数 3：电磁感应中的单杆问题4、恒力加速度 拉力应该是变力，但与时间一次函数 3：电5、恒定功率必然是变加速，最后匀速 3：电磁感应中的单杆问题5、恒定功率必然是变加速，最后匀速 3：电磁感应中的单杆6、磁驱动问题 以相对速度切割磁感线！ 3：电磁感应中的单杆问题6、磁驱动问题 以相对速度切割磁感线！ 3：电磁感应中的7、电驱动问题

5、（电动机模型） 3：电磁感应中的单杆问题7、电驱动问题（电动机模型） 3：电磁感应中的单杆问题1、一静一动：cd始终静止，ab受恒力向上运动例三、双杆问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有效落实、提升素养1、一静一动：例三、双杆问题1、复习的“全”策略二、对策得当abcdMmFa1b1c1d1x1y1a2b2c2d2x2y2两杆之间用绝缘杆连在一起两杆之间用导线相连2、联动两杆两杆一起动，时刻具有相同的速度大小和加速度大小例三、双杆问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有效落实、提升素养abcdMmFa1b1c1d1x1y1a2b2c2d2x2y 电分析 动力学分析 动量和电量的分析3、

6、等长自由杆：两杆均光滑，a有一个初速。例三、双杆问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有效落实、提升素养 电分析 动力学分析 动量和电量的分析3、等长自由杆： 功能和电热的分析3、等长自由杆：两杆均光滑，a有一个初速。例三、双杆问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有效落实、提升素养 功能和电热的分析3、等长自由杆：例三、双杆问题1、复习的3、不等长自由杆：两杆均光滑，a有初速。例三、双杆问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有效落实、提升素养3、不等长自由杆：例三、双杆问题1、复习的“全”策略二、对策4、等长受外力双杆且有恒力作用 动力学分析 电分析显然，开始有acdaab所以，速度有

7、VcdVab电流变大，安培力变大acd变小，aab变大若某时刻acd=aab，系统稳定变化对cd棒：对ab棒：稳定加速度：稳定速度差：例三、双杆问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有效落实、提升素养4、等长受外力双杆且有恒力作用 动力学分析 电分析显然， 动力学分析4、不等长双杆且有恒力作用 电分析 结论： F 2Ff， 最终两棒加速度和导轨宽度成反比 FfF2Ff，最终一棒均匀速，一棒静止设Lcd=L Lab=4LE=BLcdVcd B LabVab =B L Vcd B 4L Vab对cd棒：对ab棒：16稳定时mcd=2mmab=m例三、双杆问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有

8、效落实、提升素养 动力学分析4、不等长双杆且有恒力作用 电分析 结论：例题：如图所示，两条足够长的平行长直金属细导轨KL、PQ固定于同一水平面内，它们之间的距 离为L，电阻可忽略不计；ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆，杆与导轨垂直，且与导轨 良好接触，并可沿导轨无摩擦地滑动。两杆的电阻皆为R，杆cd的中点系一轻绳，绳的另一 端绕过轻的定滑轮悬挂一质量为M的物体，滑轮与转轴之间的摩擦不计，滑轮与杆cd之间的 轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行。导轨和金属细杆都处于匀强磁场中，磁场方向垂直于 导轨所在平面向上，磁感应强度的大小为B。现两杆及悬物都从静止开始运动。求：(1)当ab杆及cd杆的速度分

9、别达到v1和v2时，两杆加速度的大小各为多少? (2)最终ab杆及cd杆的速度差为多少(两杆仍在导轨上运动)?例三、双杆问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有效落实、提升素养例题：如图所示，两条足够长的平行长直金属细导轨KL、PQ固定解：(1)用E1和I1分别表示abdc回路的感应电动势和感应电流的大小 E1=BL(v2v1) I1=E1/2R令F1表示磁场对每根杆的安培力的大小，则 F1=I1BL令a1和a2分别表示ab杆、cd加速度的大小，F2表示绳力的大小 F1= ma1 MgF2=Ma2 F2F1=ma2由以上各式解得a1=， a2=(2)最终ab杆及cd杆的加速度相同，设其为a，

10、速度差为v E2=BL v I2=E/2R令F3表示磁场对每根杆的安培力的大小，则F3=I2BL F4表示绳中张力的大小， F3= ma MgF4=Ma F4F3=ma由以上各式解得v=例三、双杆问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有效落实、提升素养解：(1)用E1和I1分别表示abdc回路的感应电动势和感应1、若电容器原来不带电abCv0例4、含电容器问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有效落实、提升素养1、若电容器原来不带电abCv0例4、含电容器问题1、复习的abCv02、若电容器原来带电q1例4、含电容器问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有效落实、提升素养abCv02、若

11、电容器原来带电q1例4、含电容器问题1、复习abCF3、有恒力的充电式电容器例4、含电容器问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有效落实、提升素养abCF3、有恒力的充电式电容器例4、含电容器问题1、复习的2. (多选)如图MN和PQ为竖直方向的两平行足够长的光滑金属导轨，间距为L，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，两端分别接阻值为2R的电阻R1和电容为C的电容器。质量为m、电阻为R的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持良好接触。杆ab由静止开始下滑，在下滑过程中最大的速度为v，整个电路消耗的最大电功率为P，则() 例4、含电容器问题1、复习的“全”策略二、对策得当 、有

12、效落实、提升素养2. (多选)如图MN和PQ为竖直方向的两平行足够长的光滑金（2）纠错作业-根据习题错误或试卷错误做好相应的变式训练（2）习题课-通过习题讲解课提升学生的解题素养（3）试卷分析课-通过试卷分析课解决学生的典型错误根据学情、教学内容上好三堂课根据学情、课堂教学落实三种作业（1）专题作业-上课内容做专题配套联系巩固课堂内容（1）专题复习课-针对重点、难点，根据学情设计（3）综合试卷-教师先做后帅选出优质试卷定时训练。2、教学的“实”做法二、对策得当 、有效落实、提升素养（2）纠错作业-根据习题错误或试卷错误做好相应的变式训二、对策得当 、有效落实、提升素养2、教学的“实”做法例：根

13、据学情上好专题课导体棒有感应电动势吗？方向如何？大小多大？二、对策得当 、有效落实、提升素养2、教学的“实”做法例：根Blv 二、对策得当 、有效落实、提升素养2、教学的“实”做法例：根据学情上好专题课电磁感应的动力源是什么？这是很多同学往往忽视的。Blv 二、对策得当 、有效落实、提升素养2、教学的“实”做 如图所示,闭合铜环与闭合金属矩形框架abcd接触良好,匀强磁场垂直穿过它们。当铜环沿框架向右移动时()A.efg边上没有感应电流产生,因为铜环内磁通量没有变化B.ab边上没有感应电流产生,因为金属框架内磁通量没有变化C.ab边上有感应电流,efg边上没有感应电流D.ab边、efg边上均有

14、感应电流答案:D二、对策得当 、有效落实、提升素养2、教学的“实”做法例：根据学情上好专题课 如图所示,闭合铜环与闭合金属矩形框架abcd接触良好,匀强变式1:(多选)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是( )ABA.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成

15、电流,此电流产生的磁场导致磁针转动解析:当圆盘转动时,圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线,产生感应电动势,选项A正确;如图所示,铜圆盘上存在许多小的闭合回路,当圆盘转动时,穿过小的闭合回路的磁通量发生变化,回路中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流阻碍其相对运动,但抗拒不了相对运动,故磁针会随圆盘一起转动,但略有滞后,选项B正确;在圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零,选项C错误;圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向,会使磁针沿轴线方向偏转,选项D错误。二、对策得当 、有效落实、提升素养2、教学的“实”做法例1：根据学情上好专题课变式1:(多选)

16、1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆二、对策得当 、有效落实、提升素养2、教学的“实”做法例1：根据学情上好专题课二、对策得当 、有效落实、提升素养2、教学的“实”做法例1：突破方法：1、程序法：按照程序四步法，每一步都多做标记！2、结论法： 磁场方向：增反减同 相对运动：来拒绝去留 受力方向：增缩减扩3、逆向法： 要善于由结果找原因（关注负负得正法）注意点：“增缩减扩”及“负负得正法”的反例！二、对策得当 、有效落实、提升素养2、教学的“实”做法例2：电磁感应方向问题注意点：“增缩减扩”及“负负得正法”的反例！二、对策得当 例题：如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已

17、经表示。左线圈连着平 行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒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（ ）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点当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点为等电势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【答案】BD二、对策得当 、有效落实、提升素养2、教学的“实”做法例2：电磁感应方向问题例题：如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已突破方法：以实际教室空间方向分析最佳二、对策得当 、有效落实、提升素养2、

18、教学的“实”做法例2：电磁感应方向问题突破方法：以实际教室空间方向分析最佳二、对策得当 、有效落实3、做题的“活”指导自问自答：看到某个结论，要会问为什么是这个结论（1）审题要重视推理。 主动推理：看到某个信息，要进行主动的推理（2）做题要尝试多角度要 变换方法，逐个尝试、筛选，直到找出正确方法。（3）边计算边分析？先分析再计算？ 二、对策得当 、有效落实、提升素养（4）有模型，有套路但不能陷入套路 善于转化：（题中）文字-（手下）草图-（脑中）想像3、做题的“活”指导自问自答：看到某个结论，要会问为什 （2019年4月浙江选考22题）如图所示，倾角=370、间距l0.1m的足够长金属导轨底端

19、接有阻值R=0.1的电阻，质量m=0.1kg的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数=0.45。建立原点位于底端、方向沿导轨向上的坐标轴x。在0.2mx0.8m区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场。从t=0时刻起，棒ab在沿x轴正方向的外力F作用下从x=0处由静止开始沿斜面向上运动，其速度与位移x满足v=kx（可导出a=kv）k=5s-1。当棒ab运动至x1=0.2m处时，电阻R消耗的电功率P=0.12W，运动至x2=0.8m处时撤去外力F，此后棒ab将继续运动，最终返回至x=0处。棒ab始终保持与导轨垂直，不计其它电阻，求：（提示：可以用Fx图象下的“面积”代表力F做的功（1）磁感应强度B

20、的大小（2）外力F随位移x变化的关系式；（3）在棒ab整个运动过程中，电阻R产生的焦耳热Q。3、做题的“活”指导二、对策得当 、有效落实、提升素养 （2019年4月浙江选考22题）如图所示，倾角=370区别与速度相关的电磁感应题不假思索地从动量定理入手，该题的推理需要学生经历探寻、否定，再探寻、再否定的推理过程，深度地考查了学生的推理能力和分析综合能力 推理过程：发现有速度v2与焦耳热Q两个未知数。先尝试用能量守恒定律(mgsin37mgcos37)xQ=否定直接求解可能性用动量定理(mgsin37mgcos37)tBlq=mv2mv1发现不能确定出时间t否定这种求解方法由此推理是否存在特殊情况，即金属棒恰好做匀速运动，该过程中，减少的重力势能即为产生的焦耳热Q。尝试后肯定第(3)问：在棒ab整个运动过程中，电阻R产生的焦耳热Q。3、做题的