人教版物理选修3-2第4章本章优化总结.ppt

高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件第4章 本章优化总结 高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 专题归纳整合专题归纳整合章末综合检测章末综合检测本本章章优优化化总总结结知识网络构建知识网络构建高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件知识网络构建知识网络构建高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件专题归纳整合专题归纳整合楞次定律的理解和应用楞次定律的理解和应用专题专题专题专题 1 11楞次定律揭示了判断感楞次定律揭示了判断感应电应电流方向的流方向的规规律，律，即即“感感应电应电流的磁流的磁场场”总总是要阻碍引起感是要阻碍引起感应电应电流流的磁通量的的磁通量的变变化，其核心思想是阻碍，楞次定化，其核心思想是阻碍，楞次定律提供了判断感律提供了判断感应电应电流方向的基本方法流方向的基本方法.高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件2楞楞次次定定律律的的扩扩展展含含义义，即即从从磁磁通通量量变变化化的的角角度度看看，感感应应电电流流的的磁磁场场表表现现为为“增增反反减减同同”；从从磁磁体体与与回回路路的的相相对对运运动动角角度度看看，表表现现为为“来来拒拒去去留留”；从从回回路路面面积积看看，表表现现为为“增增缩缩减减扩扩”；从从导导体体中中原原电电流流的的变变化化(自感自感)看，表看，表现为现为“增反减同增反减同”.”.3楞楞次次定定律律体体现现了了电电磁磁感感应应现现象象符符合合能能量量守守恒恒定定律律在在电电磁磁感感应应过过程程中中其其他他形形式式的的能能与与电电能能相相互互转转化化，但但总总能能量量守守恒恒，能能量量守守恒恒定定律律丰丰富富了了我我们们处处理理电电磁感磁感应问题应问题的思路的思路高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 如如图图41所示，一磁所示，一磁铁铁用用细线悬细线悬挂，一挂，一闭闭合合铜环铜环用手拿着静止在与磁用手拿着静止在与磁铁铁上端面相平上端面相平处处，松手后，松手后铜环铜环下落在下落到和下端面相平的下落在下落到和下端面相平的过过程中，以下程中，以下说说法正确的是法正确的是()A环环中感中感应电应电流方向从上向下俯流方向从上向下俯视视为为先先顺时针顺时针后逆后逆时针时针B环环中感中感应电应电流方向从上向下俯流方向从上向下俯视视为为先逆先逆时针时针后后顺时针顺时针C悬线悬线上拉力先增大后减小上拉力先增大后减小D悬线悬线上拉力一直大于磁上拉力一直大于磁铁铁重力重力例例例例1 1图图41高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【精【精讲讲精析】精析】穿穿过环过环的磁的磁场场向上且磁通量先增向上且磁通量先增加后减小，由楞次定律可判出从上向下看加后减小，由楞次定律可判出从上向下看电电流先流先顺时针顺时针后逆后逆时针时针；同；同时环时环受到阻碍其相受到阻碍其相对对运运动动向向上的阻力，由牛上的阻力，由牛顿顿第三定律知：磁第三定律知：磁铁铁受到向下的受到向下的反作用力，故反作用力，故悬线悬线上拉力大于磁上拉力大于磁铁铁重力重力【答案】【答案】AD高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件电磁感应现象中的图象问题电磁感应现象中的图象问题专题专题专题专题 2 2电电磁磁感感应应中中常常涉涉及及磁磁感感应应强强度度B、磁磁通通量量、感感应应电电动动势势E、感感应应电电流流I、安安培培力力F安安或或外外力力F外外随随时时间间t变变化化的的图图象象，即即Bt图图、t图图、Et图图、It图图、Ft图图对对于于切切割割磁磁感感线线产产生生感感应应电电动动势势和和感感应应电电流流的的情情况况，还还常常涉涉及及感感应应电电动动势势E和和感感应应电电流流I随随位位移移x变变化化的的图图象象，即即Ex图图、Ix图图等等这这些些图图象象问题问题大体上可分大体上可分为为两两类类：高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件1由由给给定的定的电电磁感磁感应过应过程程选选出或画出正确出或画出正确图图象象.2由由给给定的有关定的有关图图象分析象分析电电磁感磁感应过应过程，求解程，求解相相应应的物理量的物理量处处理理图图象象问题问题首先要分清首先要分清阶阶段，然后段，然后对对每个每个阶阶段段的的导导体切割情况或回路磁通量体切割情况或回路磁通量变变化情况化情况进进行行详细详细分析，并分析，并进进一步确定感一步确定感应电动势应电动势、感、感应电应电流等的流等的大小和方向的大小和方向的变变化特点，最后把握整个化特点，最后把握整个过过程的程的变变化化规规律律.高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 (2011年年北北京京海海淀淀区区质质检检)如如图图42所所示示A是是一一底底边边宽宽为为L的的闭闭合合线线框框，其其电电阻阻为为R.现现使使线线框框以以恒恒定定的的速速度度v沿沿x轴轴向向右右运运动动，并并穿穿过过图图中中所所示示的的宽宽度度为为d的的匀匀强强磁磁场场区区域域，已已知知Ld，且且在在运运动动过过程程中中线线框框平平面面始始终终与与磁磁场场方方向向垂垂直直若若以以x轴轴正正方方向向作作为为力力的的正正方方向向，线线框框从从图图中中所所示示位位置置开开始始运运动动的的时时刻刻作作为为时时间间的的零零点点，则则在在下下列列图图象象中中，可可能能正正确确反反映映上上述述过过程程中中磁磁场场对对线线框框的的作作用用力力F随随时时间间t变变化化情情况的是况的是()例例例例2 2高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件图图42图图43高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【答案】【答案】D高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题专题专题专题专题 3 31.在在电电磁感磁感应现应现象中，象中，导导体切割磁感体切割磁感线线或磁通量或磁通量发发生生变变化的回路将化的回路将产产生感生感应电动势应电动势，该导该导体或回体或回路相当于路相当于电电源因此，源因此，电电磁感磁感应问题应问题往往与往往与电电路路问题联问题联系在一起系在一起2.解决与解决与电电路相路相联联系的系的电电磁感磁感应问题应问题的基本方法的基本方法(1)用法拉第用法拉第电电磁感磁感应应定律和楞次定律定律和楞次定律(右手定右手定则则)确定感确定感应电动势应电动势的大小和方向的大小和方向高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 如如图图44所示，所示，导导体棒体棒ab、cd在大小相等的外力作用下，沿着在大小相等的外力作用下，沿着光滑的光滑的导轨导轨各自朝相反方向、以各自朝相反方向、以v0.1 m/s的速度匀速运的速度匀速运动动，两个平，两个平行行导轨间导轨间距离距离L0.50 m，每根，每根导导体棒的体棒的电电阻均阻均为为r00.50，导轨导轨上接有一个上接有一个电电阻阻R1.0 以及两以及两极板相距极板相距d1.0 cm的平行板的平行板电电容器容器C，匀，匀强强磁磁场场的的磁感磁感应应强强度度B4.0 T，求：，求：(1)电电容器容器C两极板两极板间间的的电场电场强强度的大小和方向；度的大小和方向；(2)外力外力F的大小的大小例例例例3 3图图44高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【思路点【思路点拨拨】本本题题是是导导体棒切割磁感体棒切割磁感线产线产生感生感应应电动势电动势的的电电学学问题问题，根据，根据EBlv计计算出算出电动势电动势后，后，就可以按直流就可以按直流电电路的分析方法一一求解路的分析方法一一求解【精【精讲讲精析】精析】(1)ab、cd切割磁感切割磁感线产线产生的感生的感应应电动势为电动势为：E1E2BLv.导导体棒体棒ab的的b端端电势电势高，高，a端端电势电势低；低；cd棒棒d端端电势电势高，高，c端端电势电势低低闭闭合合电电路的等效路的等效电电路如路如图图45所示所示图图45高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【答案】【答案】(1)20 V/m自右指向左自右指向左(2)0.4 N高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件电磁感应中的力学问题电磁感应中的力学问题专题专题专题专题 4 41电电磁磁感感应应中中通通过过导导体体的的感感应应电电流流，在在磁磁场场中中将将受受到到安安培培力力的的作作用用，电电磁磁感感应应问问题题往往往往和和力力学学问问题联题联系在一起，解决系在一起，解决这类问题这类问题的基本方法是：的基本方法是：(1)用用法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律和和楞楞次次定定律律求求感感应应电电动势动势的大小和方向的大小和方向(2)求回路中求回路中电电流流(3)分分析析导导体体受受力力情情况况(包包含含安安培培力力，用用左左手手定定则则确定其方向确定其方向)(4)列出列出动动力学方程或平衡方程并求解力学方程或平衡方程并求解高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件2电电磁磁感感应应中中力力学学问问题题，常常常常以以导导体体棒棒在在滑滑轨轨上上运运动动问问题题形形式式出出现现，要要抓抓住住受受力力情情况况、运运动动情情况况的的动动态态分分析析，导导体体受受力力运运动动产产生生感感应应电电动动势势感感应应电电流流通通电电导导体体受受安安培培力力合合外外力力变变化化加加速速度度变变化化速速度度变变化化周周而而复复始始地地循循环环，循循环环结结束束时时，加加速速度度等等于于零零，导导体体达达稳稳定定运运动动状状态态，抓抓住住a0时时，速度，速度v达最大达最大值值特点特点高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件 如如图图46甲甲所所示示，两两根根足足够够长长的的直直金金属属导导轨轨MN、PQ平平行行放放置置在在倾倾角角为为的的绝绝缘缘斜斜面面上上，两两导导轨轨间间距距为为L.M、P两两点点间间接接有有阻阻值值为为R的的电电阻阻一一根根质质量量为为m的的均均匀匀直直金金属属杆杆ab放放在在两两导导轨轨上上，并并与与导导轨轨垂垂直直整整套套装装置置处处于于磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向垂垂直直斜斜面面向向下下导导轨轨和和金金属属杆杆的的电电阻阻可可忽忽略略让让ab杆杆沿沿导导轨轨由由静静止止开开始始下下滑滑，导导轨轨和和金金属杆接触良好，不属杆接触良好，不计计它它们们之之间间的摩擦的摩擦例例例例4 4高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件图图46(1)由由b向向a方向看到的装置如方向看到的装置如图图乙所示，乙所示，请请在在图图中画出中画出ab杆下滑杆下滑过过程中某程中某时时刻的受力示意刻的受力示意图图；(2)在加速下滑在加速下滑过过程中，当程中，当ab杆的速度大小杆的速度大小为为v时时，求此求此时时ab杆中的杆中的电电流及其加速度的大小；流及其加速度的大小；(3)求在下滑求在下滑过过程中，程中，ab杆可以达到的最大速度杆可以达到的最大速度高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件图图47高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【答案】【答案】见见精精讲讲精析精析高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件电磁感应现象中的能量转化与守恒电磁感应现象中的能量转化与守恒专题专题专题专题 5 51电电磁感磁感应现应现象中的能量象中的能量转转化化(1)与与感感生生电电动动势势有有关关的的电电磁磁感感应应现现象象中中，磁磁场场能能转转化化为为电电能能，若若电电路路是是纯纯电电阻阻电电路路，转转化化过过来来的的电电能将全部能将全部转转化化为电为电阻的内能阻的内能(2)与与动动生生电电动动势势有有关关的的电电磁磁感感应应现现象象中中，通通过过克克服服安安培培力力做做功功，把把机机械械能能或或其其他他形形式式的的能能转转化化为为电电能能.克克服服安安培培力力做做多多少少功功，就就产产生生多多少少电电能能若若电电路路是是纯纯电电阻阻电电路路，转转化化过过来来的的电电能能也也将将全全部部转转化化为为电电阻的内能阻的内能高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件2求解求解电电磁感磁感应现应现象中能量守恒象中能量守恒问题问题的一般思路的一般思路(1)分析回路，分清分析回路，分清电电源和外源和外电电路路在在电电磁感磁感应现应现象中，切割磁感象中，切割磁感线线的的导导体或磁通量体或磁通量发发生生变变化的回路将化的回路将产产生感生感应电动势应电动势，该导该导体或回路就体或回路就相当于相当于电电源，其余部分相当于外源，其余部分相当于外电电路路(2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量量发发生了生了转转化如：化如：高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件做功情况能量变化特点滑动摩擦力做功有内能产生重力做功重力势能必然发生变化克服安培力做功必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能安培力做正功电能转化为其他形式的能(3)根据能量守恒列方程求解根据能量守恒列方程求解高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件3电电能的三种求解思路能的三种求解思路(1)利用克服安培力做功求解：利用克服安培力做功求解：电电磁感磁感应应中中产产生的生的电电能等于克服安培力所做的功能等于克服安培力所做的功(2)利用能量守恒求解：相利用能量守恒求解：相应应的其他能量的减少量的其他能量的减少量等于等于产产生的生的电电能能(3)利用利用电电路特征求解：通路特征求解：通过电过电路中所消耗的路中所消耗的电电能能来来计计算算高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件例例例例5 5 如如图图48所示，两根光滑的所示，两根光滑的金属金属导轨导轨，平行放置在，平行放置在倾倾角角为为的的斜面上，斜面上，导轨导轨的左端接有的左端接有电电阻阻R，导轨导轨自身的自身的电电阻可忽略不阻可忽略不计计斜面斜面处处在在一一匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向垂垂直直于于斜斜面面向向上上质质量量为为m、电电阻阻可可以以不不计计的的金金属属棒棒ab，在在沿沿着着斜斜面面的的与与棒棒垂垂直直的的恒恒力力F作作用用下下沿沿导导轨轨匀匀速速上上滑滑，并并上上升升h 高度，在高度，在这这一一过过程中程中()图图48高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件A作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零零B作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与与电电阻阻R上上产产生的焦耳生的焦耳热热之和之和C恒力恒力F与安培力的合力所做的功等于零与安培力的合力所做的功等于零D恒力恒力F与重力的合力所做的功等于与重力的合力所做的功等于电电阻阻R上上产产生生的焦耳的焦耳热热高中物理选修高中物理选修3-23-2课件课件【精精讲讲精精析析】金金属属棒棒匀匀速速上上滑滑的的过过程程中中，对对金金属属棒棒受受力力分分析析可可知知，有有三三个个力力对对棒棒做做功功，恒恒力力F做做正正功功，重重力力做做负负功功，安安培培力力阻阻碍碍相相对对运运动动，沿沿斜斜面面向向下下，做做负负功功匀匀速速运运动动时时，所所受受合合力力为为零零，故故合合力力做做功功为为零零，A正正确确；又又克克服服安安培培力力做做多多少少功功就就有有多多少少其其他他形形式式的的能能转转化化为为电电路路中中的的电电能能，电电能能又又等等于于R上上产产生生的的焦焦耳耳热热，故故外外力力F与与重重力力的的合合力力所所做做的的功等于功等于电电阻阻R上上产产生的焦耳生的焦耳热热，D正确正确【答案】【答案】AD