电磁感应模块复习课课件.ppt
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1、专题一电磁感应,专题一,【体系构建】,【体系构建】,【核心速填】1.产生条件:(1)穿过闭合回路的_发生变化。(2)回路的部分导体做_运动。,磁通量,切割磁感线,【核心速填】磁通量切割磁感线,2.感应电流方向的判断:(1)楞次定律。感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的_的变化。,磁通量,2.感应电流方向的判断:磁通量,(2)右手定则。伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内,让_从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。,磁感线,(2)右手定则。磁感线,3.感应电动势大小的计算:(1)E=_(单匝线圈);E=_(
2、n匝线圈)。(2)E=Blv。4.特殊情况:互感、自感、_、电磁阻尼和电磁驱动。,涡流,3.感应电动势大小的计算:涡流,一、楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用,一、楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用,1.一般解题步骤:(1)分析题干条件,找出闭合电路或切割磁感线的导体棒。(2)结合题中的已知条件和待求量的关系选择恰当的规律。(3)正确地利用所选择的规律进行分析和判断。,1.一般解题步骤:,2.应用区别:关键是抓住因果关系(1)因电而生磁(IB)安培定则。(2)因动而生电(v、BI)右手定则。(3)因电而受力(I、BF安)左手定则。,2.应用区别:,【对点训练】1.(
3、多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动。则PQ所做的运动可能是(),【对点训练】,A.向右加速运动 B.向左加速运动C.向右减速运动 D.向左减速运动,A.向右加速运动 B.向左加速运动,【解析】选B、C。MN向右运动,说明MN受到向右的安培力,因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里 MN中的感应电流由MN L1中感应电流的磁场方向向上,【解析】选B、C。MN向右运动,说明MN受到向右的,若L2中磁场方向向上减弱 PQ中电流为QP且减小 向右减速运动;若L2中磁场方向向下增强 PQ中电流为PQ且增大
4、向左加速运动。,若L2中磁场方向向上减弱 PQ中电流为QP且,2.如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置释放,环经过磁铁到达位置。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则(),2.如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线,A.T1mg,T2mgB.T1mg,T2mg,A.T1mg,T2mg,【解析】选A。金属圆环从位置到位置过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受安培力向上,在磁铁下端时受安培力也向上,则金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知T1mg,T2mg,A项正确。
5、,【解析】选A。金属圆环从位置到位置过程中,由楞次定律知,,3.如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B中()A.有感应电流,且B被A吸引B.无感应电流C.可能有,也可能没有感应电流D.有感应电流,且B被A排斥,3.如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN在导,【解析】选D。MN向右加速滑动,根据右手定则,MN中的电流方向从NM,且大小在逐渐变大,根据安培定则知,电磁铁A的左端为N极,且磁场强度逐渐增强,根据楞次定律知,B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右,B被A排斥。故D正确。,【解析】选D。MN向右加速滑动,根据右
6、手定则,MN中的电流方,【补偿训练】在水平桌面上放一闭合弹性金属环,如图所示,当其正上方的一条形磁铁向下运动时(),【补偿训练】在水平桌面上放一闭合弹性金属环,如图所示,当其正,A.圆环有收缩趋势,对桌面的压力减小B.圆环有扩张趋势,对桌面的压力增大C.圆环有收缩趋势,对桌面的压力增大D.圆环有扩张趋势,对桌面的压力减小,A.圆环有收缩趋势,对桌面的压力减小,【解析】选C。当条形磁铁向下运动时,穿过金属环的磁通量增大,为了阻碍磁通量的增大,金属圆环要减小面积,所以圆环有收缩的趋势;根据感应电流的磁场阻碍相对运动,金属圆环对桌面的压力变大。故选项C正确。,【解析】选C。当条形磁铁向下运动时,穿过
7、金属环的磁通量增大,,二、电磁感应的图像问题1.求解电磁感应图像问题的关键: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,进出磁场的转折点是解题的关键。,二、电磁感应的图像问题,2.一般解题步骤:(1)明确图像的种类,即是B-t图还是-t图,或者是E -t图、I -t图等。(2)分析电磁感应的具体过程判断对应的图像是否分段,共分几段。(3)用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向。,2.一般解题步骤:,(4)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。(5)根据函数关系式,进行数学分析。(6)画图像或判断图像。,(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛
8、顿定律等规律写出函,【对点训练】1.(2015山东高考)如图甲,R0为定值电阻,两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上,经二极管整流后,通过R0的电流i始终向左,其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环a端电势高于b端时,a、b间的电压uab为正,下列uab-t图像可能正确的是(),【对点训练】,电磁感应模块复习课课件,【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)感应电动势的变化周期一定与圆环中电流周期相同。(2)本题可考虑排除法。,【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:,【解析】选C。从图乙可以看出,圆环中电流周期为0.5T0,则感应电动势的变化周期也
9、是0.5T0,观察四个图像,A、B、D的周期都不是0.5T0,只有C周期是0.5T0,所以A、B、D错误,C正确。,【解析】选C。从图乙可以看出,圆环中电流周期为0.5T0,则,2.(2013新课标全国卷)如图所示,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线,可能正确的是(),2.(2013新课标全国卷)如图所示,在水平面(纸面)内,电磁感应模块复习课课件,【解析】选
10、A。金属棒MN匀速向右切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv,设bac=2,金属棒单位长度的电阻为r,则整个回路的电阻为R=r(L+ 2)=r(1+ )L,再根据欧姆定律可得回路中的电流为: =定值,故图A正确。,【解析】选A。金属棒MN匀速向右切割磁感线产生的,3.如图所示,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合。若取磁铁中心O为坐标原点,建立竖直向下为正方向的x轴,则图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图像是(),3.如图所示,一圆形闭合铜环由高处从静,电磁感应模块复习课课件,【解析】选B。闭合铜环在
11、下落过程中穿过铜环的磁场方向始终向上,磁通量先增加后减少,由楞次定律可判断感应电流的方向要发生变化,D项错误;因穿过闭合铜环的磁通量的变化率不是均匀变化,所以感应电流随x的变化关系不可能是线性关系,A项错误;,【解析】选B。闭合铜环在下落过程中穿过铜环的磁场方向始终向上,铜环由静止开始下落,速度较小,所以穿过铜环的磁通量的变化率较小,产生的感应电流的最大值较小,过O点后,铜环的速度增大,磁通量的变化率较大,所以感应电流的反向最大值大于正向最大值,故B项正确,C项错误。,铜环由静止开始下落,速度较小,所以穿过铜环的磁通量的变化率较,【补偿训练】在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一个面积不变的单匝金
12、属圆形线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示,取线圈中磁场方向向上为正,当磁感应强度B随时间t如图乙变化时,下列选项中能正确表示线圈中感应电流变化的是(),【补偿训练】在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一个面积不变的单,电磁感应模块复习课课件,【解析】选A。由法拉第电磁感应定律和楞次定律可知,在0 时间内,感应电流的方向应与图示方向相反,即为负方向,故B、C错误;在 T时间内,原磁场为反方向且磁场在增强,可判断感应电流方向与图示方向相反,为负方向,且其大小为0 时间内的2倍,故A正确,D错误。,【解析】选A。由法拉第电磁感应定律和楞次定律可,三、电磁感应中的电路问题1.电磁感应中电路知识的关
13、系图:,三、电磁感应中的电路问题,2.电磁感应中电路问题的解题思路:(1)明确电源的电动势。 (2)明确电源的正、负极:根据电源内部电流的方向是从负极流向正极,即可确定电源的正、负极。,2.电磁感应中电路问题的解题思路:,(3)明确电源的内阻:即相当于电源的那部分电路的电阻。(4)明确电路关系:即构成回路的各部分电路的串、并联关系。(5)结合闭合电路欧姆定律和电功、电功率等能量关系列方程求解。,(3)明确电源的内阻:即相当于电源的那部分电路的电阻。,【对点训练】1.(多选)半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强
14、磁场,磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,杆的位置由确定,如图所示。则(),【对点训练】,A.=0时,杆产生的电动势为2BavB.= 时,杆产生的电动势为 BavC.=0时,杆受的安培力大小为D.= 时,杆受的安培力大小为,A.=0时,杆产生的电动势为2Bav,【解析】选A、D。当=0时,导体杆的等效长度最大为2a,这时感应电动势最大,为E=2Bav,A正确;根据F=BIl, 联立可得F= C错误;当= 时,导体杆的等效长度为a,这时感应电动势为E=Bav,B错误;根据F=BIl,I= 联立可得D正确。所以答案选A、
15、D。,【解析】选A、D。当=0时,导体杆的等效长度最大,2.(2015广东高考)如图甲所示,平行长直金属导轨水平放置,间距L=0.4m。导轨右端接有阻值R=1的电阻,导体棒垂直放置在导轨上,且接触良好。导体棒及导轨的电阻均不计,导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场,bd连线与导轨垂直,,2.(2015广东高考)如图甲所示,平行长直金属导轨水平放,长度也为L,从0时刻开始,磁感应强度B的大小随时间t变化,规律如图乙所示;同一时刻,棒从导轨左端开始向右匀速运动,1s后刚好进入磁场。若使棒在导轨上始终以速度v=1m/s做直线运动,求:,长度也为L,从0时刻开始,磁感应强度B的大小随时间
16、t变化,规,(1)棒进入磁场前,回路中的电动势E。(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F,以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式。,(1)棒进入磁场前,回路中的电动势E。,【解析】(1)棒在进入磁场前,棒没有切割磁感线,但磁场的强弱发生变化,导致磁通量发生变化。abcd的面积S= L2 E= 由联立得:E=0.04V,【解析】(1)棒在进入磁场前,棒没有切割磁感线,,(2)棒进入磁场中后,做切割磁感线运动,当棒到达bd时,产生的感应电流最大,同时切割长度最大,到达bd时,产生的感应电动势E=BLbdv 产生的感应电流I= 所受最大安培力F=BILbd 由联立得:F=0.04N,(2
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