电磁感应复习方案.ppt

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1、电磁感应复习方案电磁感应复习方案王沟中学王沟中学 高三物理组高三物理组电电 磁磁 感感 应应自自感感现现象象产产 生生感应电动势感应电动势感应电流感应电流的条件的条件磁通量是否变化磁通量是否变化回路是否闭合回路是否闭合感应电动势感应电动势 的的大小大小=N(/tt)=Blv感应电流感应电流(电动势电动势)的的方向方向楞次定律楞次定律右手定则右手定则解解题题关关键键首要首要条件是利用两个定律条件是利用两个定律 画出等效电路图画出等效电路图,再结合再结合 所有力学观点进行分析所有力学观点进行分析 应用牛顿运动定律解决导体应用牛顿运动定律解决导体切割磁感线的动态动力学问题切割磁感线的动态动力学问题应

2、用能量观点解决电磁感应用能量观点解决电磁感应中涉及能的问题应中涉及能的问题应用动量观点解决导体棒应用动量观点解决导体棒 切割磁感线的运动问题切割磁感线的运动问题*自感电动势的大小自感电动势的大小=L(ii/tt)自感电动势的方向自感电动势的方向楞次定律楞次定律应用应用:日光灯日光灯框架结构及热点透视框架结构及热点透视：1 1、电磁感应中的图象问题：、电磁感应中的图象问题：高频例举及简要解析高频例举及简要解析：(1)题型种类：题型种类：识图题识图题（斜率（斜率k，截距，截距b，面积，面积s,正负的正负的 物理意义）、物理意义）、画图题画图题 (2)2)解题关键：解题关键：、推导出待求量随时间变化

3、的、推导出待求量随时间变化的关系式关系式等式，等式，、注意关键、注意关键转折点转折点的把握。的把握。矩矩形形线线框框abcd位位于于xy平平面面内内，线线框框的的ab边边与与y轴轴重重点点。令令线线框框从从t=0的的时时刻刻起起由由静静止止开开始始沿沿x轴轴正正方方向向做做匀匀加加速速运运动动，则则线线框框中中的的感感应应电电流流I（取取逆逆时时针针方方向向的的电电流流为为正正）随随时时间间t的的变变化化图图线线I-t图图可可能能是是下下图图中中的的哪哪一个？一个？()xyoabdc例例1、如图所示，在如图所示，在 x0的区域内存在匀强磁场，磁场的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于的方向垂直

4、于xy平面（纸面）向里。具有一定电阻的刚平面（纸面）向里。具有一定电阻的刚性性ItoAIoBttoICoIDtC 拓：拓：若取沿若取沿+x方向为方向为F安安(F外外)的正方向，则在此过程的正方向，则在此过程中关于中关于cd边受到的边受到的F安安和施加在和施加在ab边上的拉力边上的拉力F外外随时间随时间t的变化曲线分别如何？的变化曲线分别如何？to安安to外外若若：线圈以：线圈以ab边为轴，以角速度边为轴，以角速度匀速转动，画出匀速转动，画出it图像。图像。例例1.1.如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为的电阻为R，ab=bc=cd=d

5、a=l现将线框以与现将线框以与ab垂直的速垂直的速度度匀速匀速穿过一宽度为穿过一宽度为2l、磁感应强度为磁感应强度为B的匀强磁场区的匀强磁场区域，整个过程中域，整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行令线两边始终保持与边界平行令线框的框的cd边刚与磁场左边界重合时边刚与磁场左边界重合时t=0，试在图乙中画出试在图乙中画出a、b两点间的电势差两点间的电势差Uab随时间随时间t变化的图象变化的图象 adcbl2lB甲甲tUabo乙乙自我测评与反馈提升：自我测评与反馈提升：2 2、电磁感应中的动力学问题、电磁感应中的动力学问题:常见于导体棒切割磁感线类问题中常见于导体棒切割磁感线类问题中（1）题型

6、种类）题型种类水平轨道、竖直轨道、倾斜轨道水平轨道、竖直轨道、倾斜轨道 具有初速度的、初始受到外力（恒定具有初速度的、初始受到外力（恒定的或变化的）开始运动切割磁感线的的或变化的）开始运动切割磁感线的（2）解题关键（方法、步骤）：）解题关键（方法、步骤）：由法拉第电磁感应定律、楞次定律，右手螺旋定则、由法拉第电磁感应定律、楞次定律，右手螺旋定则、右手定则、（全电路）欧姆定律、左手定则、牛顿运动右手定则、（全电路）欧姆定律、左手定则、牛顿运动定律、运动学知识结合定律、运动学知识结合动态变化动态变化过程中的变量进行分析过程中的变量进行分析处理。关键是处理。关键是受力分析受力分析这一环节这一环节.（

7、经常会用到（经常会用到F安安=B2l2v/R总总这一表达式）这一表达式）例例2 2、如如图图所所示示，两两根根足足够够长长的的光光滑滑直直金金属属导导轨轨MNMN、PQPQ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 L ，M M、P P两两点点间间接接有有阻阻值值为为R R 的的电电阻阻。一一根根质质量量为为m m 的的均均匀匀直直金金属属杆杆abab放放在在两两导导轨轨上上，并并与与导导轨轨垂垂直直，金金属属杆杆的的电电阻阻为为 r r，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 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

8、向向下下，导导轨轨电电阻阻可可忽忽略略，让让abab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属杆杆接接触良好。触良好。RBab（1）求在下滑过程中，）求在下滑过程中，ab杆可以达到杆可以达到的速度最大值。的速度最大值。（2）在加速下滑过程中，当）在加速下滑过程中，当ab杆的速杆的速度大小为度大小为v 时，求此时时，求此时ab杆中的电流及杆中的电流及其加速度的大小；其加速度的大小；RBab图图*(二二)若将电阻若将电阻R换成一耐压值足够大的电容换成一耐压值足够大的电容C，其它条其它条件不变，则棒的运动情况又将如何？当棒运动速度达到件不变，则棒的运动情况又将如何？当棒运动速

9、度达到v时，电容器上储存的电场能为多少？时，电容器上储存的电场能为多少？(一一)若从静止开始下滑到最大速度时若从静止开始下滑到最大速度时所用的时间为所用的时间为t,(1)求下滑的距离？求下滑的距离？（3 3）若导轨是粗糙的，动摩擦因素为）若导轨是粗糙的，动摩擦因素为，则电阻，则电阻R R上上产生的热量产生的热量Q Q为多少？为多少？（2）在此过程中电阻）在此过程中电阻R上产生的热量上产生的热量Q拓展：拓展：3 3、电磁感应中的动量、能量问题、电磁感应中的动量、能量问题 :（1）题型种类水平轨道、竖直轨道、倾斜轨道 具有初速度的、初始受到外力（恒定的或变化的）开始运动切割磁感线的 此外还有涉及电

10、路的纯电阻类和含容电路类；棒在光滑（或粗糙）导轨上相互牵制滑动类等问题。（2）解题关键（方法、步骤）：由法拉第电磁感应定律、楞次定律，右手螺旋定则、右手定则、（全电路）欧姆定律、左手定则、牛顿运动定律、运动学知识结合动态变化动态变化过程中的变量进行分析处理。关键是受力分析这一环节.（经常会用到F安=B2l2v/R总这一表达式）此外还有动量观点（动量定理、动量守恒定律）,能量观点（动能定理、能量守恒定律）的综合应用。关键是最终运动稳定状态（静止、匀速、匀加速、共速、有稳度速度差等）的把握.（经常会用到q=N /R总，W克安=E电=Q，安 t=Blq等表达形式）例例.如如图图甲甲所所示示，不不计计

11、电电阻阻的的“”形形光光滑滑导导体体框框架架水水平平放放置置，框框架架中中间间区区域域有有竖竖直直向向上上的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度为为B=1T，有有一一导导体体棒棒AC横横放放在在框框架架上上，其其质质量量为为m=0.1kg，电电阻阻为为R=4，现现用用轻轻绳绳拴拴住住导导体体棒棒，轻轻绳绳一一端端通通过过光光滑滑的的定定滑滑轮轮绕绕在在电电动动机机的的转转轴轴上上，另另一一端端通通过过光光滑滑的的定定滑滑轮轮与与物物体体D相相连连，物物体体D的的质质量量为为M=0.3kg，电电动动机机内内阻阻为为r=1，接接通通电电路路后后，电电压压表表的的读读数数恒恒为为U=8V，电电流

12、流表表的的读读数数恒恒为为I=1A，电电动动机机牵牵引引原原来来静静止止的的导导体体棒棒AC平平行行于于EF向向右右运运动动，其其运运动动情情况况如如图图乙乙所所示示（取取g=10m/s2），求求：（）匀强磁场的宽度；（）匀强磁场的宽度；（2）导体棒在变速运动阶段产生的热量。）导体棒在变速运动阶段产生的热量。AVBEFACD甲t/ss/m00.51.01.00.5乙拓:(1)求导体棒在变速运动过程中流过它的电量.(2)求导体棒在变速运动过程中流过它的电流的有效值.例例3.水平固定的光滑U型金属框架宽为L，足够长，其上放一质量为m的金属棒ab，左端连接有一阻值为R的电阻（金属框架、金属棒及导线的

13、电阻均可忽略不计），整个装置处在向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现给棒一个初速v0，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示。（1）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求通过电阻R的电量和电阻R中产生的热量,（2）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求金属棒通过的位移,（3）如果将U型金属框架左端的电阻R换为一电容为C的电容器，其他条件不变，如图所示。求金属棒从开始运动到达稳定状态时电容器的带电量和电容器所储存的能量（不计电路向外界辐射的能量）.例例4.如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距L=1m，两轨道之间用电阻R=2连接，有一质量为m=0.5kg的导体杆静止地放在轨道上与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，使导体杆从静止开始做匀加速运动经过位移s=0.5m后，撤去拉力，导体杆又滑行了s=3s=1.5m后停下BRF求：求：(1)全过程中通过电阻R 的电荷量。(2)拉力的冲量。(3)整个过程中导体杆的最大速度。(4)在匀加速运动的过程中，某时拉力与时间的关系式。BRF