2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第2章电磁感应本章总结(1)课件

电磁感应本章总结\n[先总揽全局]\n\n[再填写关键]①电生磁②磁生电③B④S⑤E感⑥I感\n⑦S⑧B⑨L⑩v\n图象类型(1)磁感应强度B、磁通量Ф、感应电动势E、感应电流i、电压u、电量q随时间t变化的图象,即Bt图象、Фt图象、Et图象、it图象、ut图象、qt图象(2)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E和感应电流i随线圈位移x变化的图象,即Ex图象和ix图象\n问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量应用知识左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知识等\n如图41(a),线圈ab、cd绕在同一软铁芯上,在ab线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd间电压如图41(b)所示．已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是()\n【解析】本题可由法拉第电磁感应定律判断．由题图(b)可知在cd间不同时间段内产生的电压是恒定的,\n所以在该时间段内线圈ab中的磁场是均匀变化的,则线圈ab中的电流是均匀变化的,故选项A、B、D错误,选项C正确．【答案】C\n1．紧靠在一起的线圈A与B如图42甲所示,当给线圈A通以图42乙所示的电流(规定由a进入b流出为电流正方向)时,则线圈cd两端的电势差应为图中的()图42\n【解析】0～1s内,A线圈中电流均匀增大,产生向左均匀增大的磁场,由楞次定律可知,B线圈中外电路的感应电流方向由c到d,大小不变,c点电势高,所以选项A正确．【答案】A\n回路中的部分导体做切割磁感线运动或穿过回路的磁通量发生变化时,回路将产生感应电动势,该导体或回路相当于电源．因此,电磁感应问题往往和电路问题联系在一起,解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是1．明确哪一部分电路产生感应电动势,则这部分电路就是等效电源,该部分电路的电阻是电源的内阻,而其余部分电路则是用电器,是外电路．\n2．分析电路结构,画出等效电路图．3．用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小,再运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功、电热等知识求解．\n半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内,一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图43所示．整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下．在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)．直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触．设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒和导轨的电阻均可忽略．重力加速度大小为g.求\n(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率．图43【解析】根据右手定则、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及能量守恒定律解题．\n(1)根据右手定则,得导体棒AB上的电流方向为B→A,故电阻R上的电流方向为C→D.\n\n2．(多选)如图44,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M、N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用FM、FN表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是()A．FM向右B．FN向左C．FM逐渐增大\nD．FN逐渐减小【解析】根据楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和安培力公式解决问题．根据直线电流产生磁场的分布情况知,M区的磁场方向垂直纸面向外,N区的磁场方向垂直纸面向里,离导线越远,磁感应强度越小．当导体棒匀速通过M、N两区时,感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因,故导体棒在M、N两区运动时,受到的安培力均向左,故选项A错误,选项B正确；导体棒在M区运动时,\n\n电磁感应和力学的综合题,其联系的桥梁是磁场对感应电流的安培力,因为感应电流与导体运动的加速度有相互制约的关系．这类题要重点进行下列分析：1．电路分析在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路相当于电源,如果它有电阻,就相当于存在内电阻,它两端的电压就是路端电压．解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是：\n(1)确定感应电动势的大小和方向,用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小,用楞次定律确定感应电动势的方向(不论回路是否闭合,都设想电路闭合,判断出感应电流的方向,导体两端相当于电源的正、负极)．(2)画出等效电路图,分清内外电路,此环节是解决此类问题的关键．(3)运用全电路欧姆定律,串、并联电路的特点,电功率、电热等公式联立求解．\n2．受力分析根据电路分析,表示出电路中电流,进而表示出安培力,对研究对象进行受力分析,确定物体所受的合外力．3．运动分析根据物体的受力情况,分析加速度的变化,如果物体做匀变速直线运动,可以利用运动学公式和牛顿第二定律求解；如果物体不做匀变速直线运动,则必须进行能量分析,从能量转化和守恒的角度求解．\n4．能量分析解决电磁感应中能量转化问题的一般思路：(1)在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路相当于电源．(2)分析清楚有哪些力做功,就可以知道有哪些形式的能量发生了转化．如：①有摩擦力做功,必有内能产生．②克服安培力做功,就有电能产生．\n③如果安培力做正功,就有电能转化为其他形式的能．(3)列有关能量的关系式求解．\n(多选)如图45,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框abcd,ab边的边长为l1,bc边的边长为l2,线框的质量为m、电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的小滑轮与重物相连,重物质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右上方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的,且线框的ab边始终平行底边,\n则下列说法正确的是()\n\n的过程做匀速运动,则M的重力势能减小转化为m的重力势能和线框中的内能,根据能量守恒定律得：焦耳热为Q＝(Mg－mgsinθ)l2,故D错误．故选B、C.【答案】BC\n3．\n【解析】根据导体线框进入磁场的速度的不同分析线框的受力情况、运动情况,从而判断可能的vt图象．\n线框先做自由落体运动,因线框下落高度不同,故线框ab边刚进磁场时,其所受安培力F安与重力mg的大小关系可分以下三种情况：\n\n加速直线运动,选项B有可能；故不可能的只有选项A.【答案】A