第三节电磁感应规律的综合应用课件.ppt
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1、第三节电磁感应规律的综合应用第1页,此课件共89页哦一、电磁感应中的电路问题一、电磁感应中的电路问题1内电路和外电路内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于化的线圈都相当于_基础梳理自学导引基础梳理自学导引电源电源第2页,此课件共89页哦(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的电源的_,其余部分是,其余部分是_2电源电动势和路端电压电源电动势和路端电压(1)电动势:电动势:E_或或En_.(2)路端电压:路端电压:U R.内阻内阻外阻外阻BLv第3页,此课件共89页哦名师点拨:名师点拨:电磁
2、感应电路中的电源与恒定电磁感应电路中的电源与恒定电流的电路中的电源不同电流的电路中的电源不同,前者是由于导体前者是由于导体切割磁感线产生的切割磁感线产生的,公式为公式为EBLv,其大,其大小可能变化小可能变化,变化情况可根据其运动情况变化情况可根据其运动情况判断;而后者的电源电动势在电路分析判断;而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的中认为是不变的第4页,此课件共89页哦二、电磁感应中的图象问题二、电磁感应中的图象问题图图象象类类型型(1)磁感应强度磁感应强度B、磁通量、磁通量、感应电动、感应电动势势E和感应电流和感应电流I随时间随时间t变化的图象,即变化的图象,即Bt图象、图象、t图象、
3、图象、Et图象和图象和It图象图象(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,还常涉及感应电动势应电流的情况,还常涉及感应电动势E和感应电流和感应电流I随导体位移随导体位移s变化的图象,变化的图象,即即Es图象和图象和Is图象图象第5页,此课件共89页哦问问题题类类型型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象的图象(2)由给定的有关图象分析电磁感应由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量过程,求解相应的物理量应应用用知知识识左手定则、安培定则、楞次定律、右手定左手定则、安培定则、楞次定律、右手定则、法拉第
4、电磁感应定律、欧姆定律、牛则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、相关数学知识等顿运动定律、相关数学知识等第6页,此课件共89页哦名师点拨:名师点拨:图象的初始条件,方向与正、图象的初始条件,方向与正、负的对应,物理量的变化趋势,物理量的负的对应,物理量的变化趋势,物理量的增、减或方向正、负的转折点都是判断图增、减或方向正、负的转折点都是判断图象的关键象的关键第7页,此课件共89页哦三、电磁感应中的动力学问题三、电磁感应中的动力学问题1安培力的大小:由感应电动势安培力的大小:由感应电动势E_,感应电流,感应电流I 和安培力公式和安培力公式FBIl得得F_.2安培力的方向判断安培力的方向
5、判断Blv第8页,此课件共89页哦(1)右手定则和左手定则相结合,先用右手定则和左手定则相结合,先用_确定感应电流方向,再用确定感应电流方向,再用_判断感应电流所受安培力方向判断感应电流所受安培力方向(2)用楞次定律判断,感应电流所受安培力用楞次定律判断,感应电流所受安培力的方向一定和导体切割磁感线运动的方向的方向一定和导体切割磁感线运动的方向_右手定则右手定则左手定则左手定则垂直垂直第9页,此课件共89页哦3分析导体受力情况分析导体受力情况(包含安培力在包含安培力在内的全面受力分析内的全面受力分析)4根据平衡条件或牛顿第二定律列方根据平衡条件或牛顿第二定律列方程程四、电磁感应中的能量转化四、
6、电磁感应中的能量转化1电磁感应现象的实质是其他形式的能转电磁感应现象的实质是其他形式的能转化为化为_电能电能第10页,此课件共89页哦2感应电流在磁场中受安培力,外力克感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力服安培力_,将其他形式的能转化为,将其他形式的能转化为_,电流做功再将电能转化为,电流做功再将电能转化为_3电流做功产生的热量用焦耳定律计算,电流做功产生的热量用焦耳定律计算,公式为公式为_.做功做功电能电能内能内能QI2Rt 第11页,此课件共89页哦名师点拨:名师点拨:电磁感应的能量转化符合能电磁感应的能量转化符合能量守恒定律,克服安培力做功是把其他量守恒定律,克服安培力做功是把其他形
7、式的能转化为电能,电能最终转化为形式的能转化为电能,电能最终转化为焦耳热因此同一方程中,克服安培力焦耳热因此同一方程中,克服安培力做功,转化成的电能及产生的焦耳热不做功,转化成的电能及产生的焦耳热不能同时出现能同时出现第12页,此课件共89页哦要点透析直击高考要点透析直击高考一、电磁感应电路问题的求解一、电磁感应电路问题的求解1对电源的理解:电源是将其他形式的对电源的理解:电源是将其他形式的能转化为电能的装置在电磁感应现象中能转化为电能的装置在电磁感应现象中,通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变,通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变化而将其他形式的能转化为电能化而将其他形式的能转化为电能第13页,
8、此课件共89页哦2对电路的理解:内电路是切割磁感线对电路的理解:内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈的导体或磁通量发生变化的线圈,外外电路由电阻、电容等电学元件组成电路由电阻、电容等电学元件组成3问题分类问题分类(1)确定等效电源的正负极,感应电流的确定等效电源的正负极,感应电流的方向,电势高低,电容器极板带电性质方向,电势高低,电容器极板带电性质等问题等问题第14页,此课件共89页哦(2)根据闭合电路求解电路中的总电阻根据闭合电路求解电路中的总电阻,路端电压,电功率的问题路端电压,电功率的问题第15页,此课件共89页哦4解决电磁感应电路问题的基本方法解决电磁感应电路问题的基本方法(
9、1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向;感应电动势的大小和方向;(2)画等效电路图;画等效电路图;(3)运用闭合电路欧姆定律,串并联电路性质运用闭合电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解,电功率等公式联立求解第16页,此课件共89页哦特别提醒:特别提醒:(1)判断感应电流和电动势的方判断感应电流和电动势的方向,都是利用向,都是利用“相当于电源相当于电源”的部分根据的部分根据右手定则或楞次定律判定的右手定则或楞次定律判定的.实际问题中应实际问题中应注意外电路电流由高电势流向低电势,注意外电路电流由高电势流向低电势,而内电路则相反
10、而内电路则相反.(2)在电磁感应电路中在电磁感应电路中,“相当于电源相当于电源”的导体两端的电压等于路的导体两端的电压等于路端电压端电压.第17页,此课件共89页哦二、电磁感应图象问题分析二、电磁感应图象问题分析1图象问题可以综合法拉第电磁感应定律、图象问题可以综合法拉第电磁感应定律、楞次定律或右手定则,安培定则和左手定则楞次定律或右手定则,安培定则和左手定则,还有与之相关的电路知识和力学知识等,还有与之相关的电路知识和力学知识等第18页,此课件共89页哦2图象问题的特点:考查方式比较灵活图象问题的特点:考查方式比较灵活,有时根据电磁感应现象发生的过程,确,有时根据电磁感应现象发生的过程,确定
11、图象的正确与否,有时依据不同的图象定图象的正确与否,有时依据不同的图象,进行综合计算,进行综合计算3解题关键:弄清初始条件,正、负方向解题关键: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,进出磁场的转折点是解决问题的表达式,进出磁场的转折点是解决问题的关键关键第19页,此课件共89页哦4解决图象问题的一般步骤解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类,即是明确图象的种类,即是Bt图还是图还是t图,或者图,或者Et图、图、It图等图等(2)分析电磁感应的具体过程分析电磁感应的具体过程(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关用右手定则或楞
12、次定律确定方向对应关系系第20页,此课件共89页哦(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律写出函数关系式牛顿定律等规律写出函数关系式(5)根据函数关系式,进行数学分析,如分根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等析斜率的变化、截距等(6)画图象或判断图象画图象或判断图象第21页,此课件共89页哦第22页,此课件共89页哦第23页,此课件共89页哦即时应用即时应用1(2012北京海淀模拟北京海淀模拟)在水平桌面上在水平桌面上,一一个圆形金属框置于匀强磁场个圆形金属框置于匀强磁场B1中,线框平中,线框平面与磁场垂直,圆形金属框与一个水平
13、的面与磁场垂直,圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接,导轨上放置一根导平行金属导轨相连接,导轨上放置一根导体棒体棒ab,导体棒与导轨接触良好,导体棒处,导体棒与导轨接触良好,导体棒处于另一匀强磁场于另一匀强磁场B2中,中,第24页,此课件共89页哦该磁场的磁感应强度恒定,该磁场的磁感应强度恒定,方向垂直导方向垂直导轨平面向下轨平面向下,如图如图1231甲所示磁感甲所示磁感应强度应强度B1随时间随时间t的变化关系如图乙所示的变化关系如图乙所示,图图1231第25页,此课件共89页哦01.0 s内磁场方向垂直线框平面向下若内磁场方向垂直线框平面向下若导体棒始终保持静止,并设向右为静摩擦力导体棒
14、始终保持静止,并设向右为静摩擦力的正方向的正方向,则导体棒所受的静摩擦力则导体棒所受的静摩擦力Ff随时间变随时间变化的图象是下图中的化的图象是下图中的()第26页,此课件共89页哦图图1232第27页,此课件共89页哦第28页,此课件共89页哦第29页,此课件共89页哦三、电磁感应现象中的动力学问题三、电磁感应现象中的动力学问题1动态分析:导体受力运动产生感应电动态分析:导体受力运动产生感应电动势动势感应电流感应电流通电导体受安培力通电导体受安培力合合外力变化外力变化加速度变化加速度变化速度变化速度变化感应感应电动势变化电动势变化,周而复始地循环,直,周而复始地循环,直至最终达到稳定状态,此时
15、加速度为零至最终达到稳定状态,此时加速度为零,第30页,此课件共89页哦而速度而速度v通过加速达到最大值,做匀速直通过加速达到最大值,做匀速直线运动或通过减速达到稳定值做匀速直线线运动或通过减速达到稳定值做匀速直线运动运动2两大研究对象的制约关系两大研究对象的制约关系第31页,此课件共89页哦第32页,此课件共89页哦3电磁感应中的动力学临界问题电磁感应中的动力学临界问题(1)解决这类问题的关键是通过运动状态的解决这类问题的关键是通过运动状态的分析,寻找过程中的临界状态,如速度、分析,寻找过程中的临界状态,如速度、加速度求最大值或最小值的条件加速度求最大值或最小值的条件第33页,此课件共89页
16、哦第34页,此课件共89页哦(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律用法拉第电磁感应定律和楞次定律(包括右手定则包括右手定则),求出感应电动势的大小和,求出感应电动势的大小和方向方向(2)依据闭合电路欧姆定律,求出回路中的电依据闭合电路欧姆定律,求出回路中的电流流(3)分析导体受力情况分析导体受力情况(包含安培力包含安培力,可利用左可利用左手定则确定所受安培力的方向手定则确定所受安培力的方向)第35页,此课件共89页哦(4)依据牛顿第二定律列出力学方程或平衡方依据牛顿第二定律列出力学方程或平衡方程,以及运动学方程,联立求解程,以及运动学方程,联立求解第36页,此课件共89页哦即时应用即时应用2(2
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- 三节 电磁感应 规律 综合 应用 课件
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