章末總結 第一章 電磁感應 內(nèi)容索引 知識網(wǎng)絡 梳理知識 構建網(wǎng)絡 重點探究 啟迪思維 探究重點 知識網(wǎng)絡 電磁感應 電磁感應現(xiàn)象 現(xiàn)象 閉合電路中部分導體做 運動 閉合電路的 發(fā)生變化 切割磁感線 磁通量 產(chǎn)生感應電流的條件：電路 且 變化 能量轉(zhuǎn)化：其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能或電能的轉(zhuǎn)移 閉合 磁通量 電磁感應 法拉第電磁 感應定律 (感應電動勢 的大小 感應電動勢 定義：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢 產(chǎn)生的條件： 發(fā)生變化 磁通量 磁通量的變化率： 內(nèi)磁通量的變化 單位時間 法拉第電磁 感應定律 En ，適合求E的 值 t 平均 切割公式 EBLv，適合求E的 值 條件：B、 L、 v三者_ 瞬時 互相垂直 適合判定 產(chǎn)生的感應電流的方向 右手定則、左手定則、安培定則的區(qū)別 內(nèi)容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場 總要 引起感應電流的磁通量的變化 理解 阻礙 感應電流總要阻礙 的變化 感應電流總要阻礙 的相對運動 磁通量 導體和磁場 應用 步驟 首先明確原磁場的 和磁通量的 ，確定感應電流的磁場方向 再用 確定感應電流的方向) 方向 增減 安培定則 右手 定則 電磁感應 楞次定律 (感應電流 的方向) 導體切割磁感線 電磁阻尼 高頻感應爐與電磁灶 自感 現(xiàn)象 定義： 發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象 自感電動勢：總是阻礙 的變化 自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、 ，以及 是否有 等因素有關 應用和防止 渦流 定義：塊狀金屬在 的磁場中產(chǎn)生的環(huán)形 感應電流 電磁感應 自感現(xiàn)象 及其應用 (特殊的 電磁感應 現(xiàn)象 自身電流 自身電流 匝數(shù) 鐵芯 應用 變化 重點探究 1.感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化.感應電流的磁場方向不一定與原磁場方向相反，只有在磁通量增加時兩者才相反，而在磁通量減少時兩者是同向的. 2.“阻礙”并不是“阻止”，而是“延緩”，回路中的磁通量變化的趨勢不變，只不過變化得慢了. 3.“阻礙”的表現(xiàn)：增反減同、來拒去留等. 一、楞次定律的理解與應用 例例1 如圖1甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中通有變化電流i，電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示(圖甲所示Q中電流方向為正)，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為N，則 A.t1時刻NG，P有收縮的趨勢 B.t2時刻NG，此時穿過P的磁通量為0 C.t3時刻NG，此時P中無感應電流 D.t4時刻NG，此時穿過P的磁通量最小 答案 解析 圖1 對圖像的分析對圖像的分析，應做到：應做到： (1)明確圖像所描述的物理意義； (2)明確各種物理量正、負號的含義； (3)明確斜率的含義； (4)明確圖像和電磁感應過程之間的對應關系. 二、電磁感應中的圖像問題 例例2 如圖2所示，三條平行虛線位于紙面內(nèi)，中間虛線兩側有方向垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度等大反向.菱形閉合導線框ABCD位于紙面內(nèi)且對角線AC與虛線垂直，磁場寬度與對角線AC長均為d，現(xiàn)使線框沿AC方向勻速穿過磁場，以逆時針方向為感應電流的正方 向，則從C點進入磁場到A點離開磁場的過程中，線 框中電流i隨時間t的變化關系圖像可能是 答案 解析 圖2 電磁感應中圖像類選擇題的兩個常見解法 (1)排除法：定性地分析電磁感應過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負，排除錯誤的選項. (2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關系，然后由函數(shù)關系對圖像作出分析和判斷，這未必是最簡捷的方法，但卻是最有效的方法. 技巧點撥技巧點撥 求解電磁感應中電路問題的關鍵是分清楚內(nèi)電路和外電路. “切割”磁感線的導體和磁通量變化的線圈都相當于“電源”，該部分導體(或線圈)的電阻相當于內(nèi)電阻，而其余部分的電阻則是外電阻. 三、電磁感應中的電路問題 例例3 把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，如圖3所示，一長度為2a、電阻等于R、粗細均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時，求： (1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN； 答案 解析 圖3 答案答案 4Bav3R 方向由 NM 23Bav (2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率. 答案 解析 答案答案 8B2a2v23R 解析解析 圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為： PIE8B2a2v23R. 電磁感應中電路問題的分析方法： (1)明確電路結構，分清內(nèi)、外電路，畫出等效電路圖. (2)根據(jù)產(chǎn)生感應電動勢的方式計算感應電動勢的大小，如果是磁場變化，由En 計算；如果是導體切割磁感線，由EBLv計算. (3)根據(jù)楞次定律或右手定則判斷感應電流的方向. (4)根據(jù)電路組成列出相應的方程式. 總結提升總結提升 t 此類問題涉及電路知識、動力學知識和能量觀點，綜合性很強，解決此類問題要注重以下三點： (1)電路分析 找“電源”：確定出由電磁感應所產(chǎn)生的電源，求出電源的電動勢E和內(nèi)阻r. 電路結構分析 弄清串、并聯(lián)關系，求出相關部分的電流大小，為求安培力做好鋪墊. 四、電磁感應中的力電綜合問題 (2)力和運動分析 受力分析：分析研究對象(常為金屬桿、導體線圈等)的受力情況，尤其注意安培力的方向. 運動分析：根據(jù)力與運動的關系，確定出運動模型，根據(jù)模型特點，找到解決途徑. (3)功和能量分析 做功分析，找全力所做的功，弄清功的正、負. 能量轉(zhuǎn)化分析，弄清哪些能量增加，哪些能量減少，根據(jù)功能關系、能量守恒定律列方程求解. 例例4 如圖4所示，兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角30的斜面上，導軌電阻不計，間距L0.4 m，導軌所在空間被分成區(qū)域和，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN.中的勻強磁場方向垂直斜面向下，中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應強度大小均為B0.5 T.在區(qū)域中，將質(zhì)量m10.1 kg、電阻R10.1 的金屬條ab放在導軌上，ab剛好不下滑.然后，在區(qū)域中將質(zhì)量m20.4 kg、電阻R20.1 的光滑導體棒cd置于導軌上，由靜止開始下滑.cd在 滑動過程中始終處于區(qū)域的磁場中，ab、cd始 終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸，取g 10 m/s2，問： 圖4 (1)cd下滑的過程中，ab中的電流方向； 答案 解析 答案答案 由a流向b 解析解析 由右手定則可判斷出cd中的電流方向為由d到c，則ab中電流方向為由a流向b. (2)ab剛要向上滑動時，cd的速度v多大； 答案 解析 答案答案 5 m/s (3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中，cd滑動的距離x3.8 m，此過程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少. 答案 解析 答案答案 1.3 J 解析解析 設cd棒運動過程中在電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總， 由能量守恒定律有 m2gxsin Q總12m2v2 又 QR1R1R2Q總 解得Q1.3 J.