电磁感应规律的应用课件-高二下学期物理粤教版选择性

第二章电磁感应第3节电磁感应规律的应用一.电磁感应中的电路问题：二.电磁感应的图像问题：三.电磁感应中的动力学问题：四.电磁感应中的能量问题：五.电磁感应中的动量问题：2.3电磁感应规律的应用vGE

ra

ba

bva

bGE

r产生感应电动势的那部分导体相当于电源。一.电磁感应中的电路问题：一.电磁感应中的电路问题：一.电磁感应中的电路问题：一.电磁感应中的电路问题：DA例3．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，下面四个选项中，则在移出过程中线框的一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是(

)B1.图像类型：据电磁感应过程选图象或据图象分析判断电磁感应过程(1)随时间t变化的图像，如B­-t图像、Φ­-t图像、E­-t图像和I­-t图像。(2)随位移x变化的图像，如E­-x图像和I­-x图像。2.解题关键：弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键。二.电磁感应的图像问题：二.电磁感应的图像问题：排除法定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项。函数法根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断。3.电磁感应中图像类选择题的两个常用方法：A例5.(多选)如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里。设产生的感应电流顺时针方向为正，竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正。下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图像正确的是(

)ACBC三.电磁感应中的动力学问题：1.“电—动—电”模型：外电源供电，使导体在安培力作用下运动，切割磁感线产生感应电流，感应电流与原电流反向。状态分析：通电后使导体受到安培力：三.电磁感应中的动力学问题：2.“动—电—动”模型：导体在外力（如重力）作用下开始运动，切割磁感线产生感应电动势以及感应电流，从而让导体又受到与速度反向的安培力的作用，阻碍运动。状态分析：例7.如图所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动。杆ef及线框的电阻不计，开始时，给ef一个向右的初速度，则(

)A.ef将减速向右运动，但不是匀减速运动B.ef将匀减速向右运动，最后停止C.ef将匀速向右运动D.ef将往返运动A四.电磁感应中的能量问题：电磁感应的本质——能量转化电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的，电动机模型，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，发电机模型，外力克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程．1．能量转化:(1)因磁场变化而发生的电磁感应现象中，磁场能转化为电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电阻的内能。(2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能。克服安培力做了多少功，就产生了多少电能。若电路是纯电阻电路，转化过来的电能也将全部转化为电阻的内能。四.电磁感应中的能量问题：四.电磁感应中的能量问题：注：克服安培力做的功等于整个闭合电路产生的电能，注意题中所问某部分还是整个电路产生的电能或热量。2.求解焦耳热Q的三种方法D例12.如图，一足够长通电直导线固定在光滑水平面上，质量是0.04kg的硬质金属环在该平面上运动，初速度大小为v0＝2m/s、方向与导线的夹角为60°，则该金属环最终(

)A．做曲线运动，环中最多能产生0.08J的电能B．静止在平面上，环中最多能产生0.04J的电能C．做匀加速直线运动，环中最多能产生0.02J的电能D．做匀速直线运动，环中最多能产生0.06J的电能D例13．(多选)两完全相同的正方形匀质金属框，边长为L，通过长为L的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。距离组合体下底边H处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度v0水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B使其匀速通过磁场，不计空气阻力。下列说法正确的是(

)A．B与v0无关，与成反比B．通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变C．通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等D．调节H、v0和B，只要组合体仍能匀速通过磁场，则其通过磁场的过程中产生的热量不变CD五.电磁感应中的动量问题：导体棒在磁场中运动的问题是电磁感应现象中重要的问题之一，也是复习的重难点，常见模型有：单杆或双杆在水平、倾斜、竖直的等间距或不等间距的导轨运动，此类问题过程复杂、综合性强，可以结合牛顿运动定律、能量守恒定律、动量定理和动量守恒定律等知识进行考查，特别是导体棒切割磁感线运动时涉及动量的问题，是高考命题的新趋势，复习时注意从多个角度思考问题，有利于拓展思维.电磁感应中的有些题目可以从动量角度着手。运用动量定理或动量守恒定律解决:(1)应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量。如在导体棒做非匀变速运动的问题中,应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题。(2)在相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动时,由于这两根导体棒所受的安培力等大反向,合外力为零,若不受其他外力,两导体棒的总动量守恒,解决此类问题往往要应用动量守恒定律。五.电磁感应中的动量问题：五.电磁感应中的动量问题：1.动量定理在电磁感应现象中的应用:规律总结：电磁感应中有关导体棒动量问题要注意下列三点1.涉及单棒问题,一般考虑动量定理。2.涉及双棒且导轨等间距问题,一般考虑动量守恒。3.导体棒的运动过程要注意电路的串并联及能量转化和守恒。2.动量守恒定律在电磁感应现象中的应用:在双金属棒切割磁感线的系统中,双金属棒和导轨构成闭合回路,安培力充当系统内力,如果导轨等间距，它们受到的安培力的合力为0,满足动量守恒,运用动量守恒定律求解比较方便。因此解题的突破口是巧妙选择系统，运用动量守恒(动量定理)和功能关系求解.B例17.如图,在光滑水平桌面上有一边长为L的正方形导线框abcd,在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。导线框以速度v1向右运动靠近磁场,然后进入磁场,完全进入磁场后速度为v2,最后滑出磁场,滑出磁场后速度为v3。下列关于v1、v2、v3的关系式正确的是(

)CBCv=10m/sv0=4m/st=1.1s例20.如图所示,两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为l,电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒a与b的质量均为m,电阻值分别为Ra=R，Rb=2R。b棒放置在水平导轨上足够远处,a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放。运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直。(1)求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向;(2)求最终稳定时两棒的速度大小;(3)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,求b棒上产生的内能。例20导轨间距为l,电阻不计。a与b的质量均为m,

Ra=R，Rb=2R。a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放。(1)求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向;(2)求最终稳定时两棒的速度大小;(3)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,求b棒上产生的内能。解析：(1)设a棒刚