专题电磁感应知识点详解整合训练实验省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第1页第第2讲讲电电磁感磁感应应 第2页第3页1.问题分类问题分类在在电电磁感磁感应现应现象中,回路象中,回路产产生感生感应电动势应电动势、感、感应电应电流及磁流及磁场对导场对导线线作用力随作用力随时间时间改改变规变规律,也可用律,也可用图图象直象直观观地表示出来如地表示出来如It、Bt、Et、Ex、Ix图图象等此象等此问题问题可分可分为为两两类类:(1)由由给给定定电电磁感磁感应过应过程程选选出或画出出或画出对应对应物理量函数物理量函数图图象象(2)由由给给定相关定相关图图象分析象分析电电磁感磁感应过应过程,确定相关物理量程,确定相关物理量第4页2分析思绪分析思绪(1)明确明确图图象种象种类
2、类(2)分析分析电电磁感磁感应详细过应详细过程程(3)结结合相关合相关规规律写出函数表示式律写出函数表示式(4)依据函数关系依据函数关系进进行行图图象分析象分析3注意事项注意事项(1)图图象中两坐象中两坐标轴标轴意意义义(2)图图象中正象中正负负与物理量正与物理量正负负关系关系(3)图图象斜率、截距物理意象斜率、截距物理意义义第5页 (杭州二模杭州二模)如如图图521所表示,有一等腰直角三角形区域,所表示,有一等腰直角三角形区域,其斜其斜边长为边长为2L,高,高为为L.在在该该区域内分布着如区域内分布着如图图所表示磁所表示磁场场,左,左侧侧磁磁场场方向垂直方向垂直纸纸面向外,右面向外,右侧侧磁
3、磁场场方向垂直方向垂直纸纸面向里,磁感面向里,磁感应应强强度大小均度大小均为为B.一一边长为边长为L、总电总电阻阻为为R正方形正方形导线导线框框abcd,从,从图图示位置开始沿示位置开始沿x轴轴正方向以速度正方向以速度v匀速穿匀速穿过过磁磁场场区域取沿区域取沿abcda感感应电应电流方流方向向为为正,正,则选项图则选项图中表示中表示线线框中框中电电流流i随随bc边边位置坐位置坐标标x改改变图变图象正确象正确是是()第6页第7页【解析解析】依据右手定则确定,当依据右手定则确定,当b、c刚进入左侧磁场时,电流刚进入左侧磁场时,电流为正方向,为正方向,C错误依据错误依据EBLv,感应电动势和感应电流
4、大小与有,感应电动势和感应电流大小与有效长度成正比,效长度成正比,b、c边在左侧磁场有效长度随边在左侧磁场有效长度随x方向逐步增大,方向逐步增大,b、c进入右侧磁场时,进入右侧磁场时,a、d进入左侧磁场,因为两侧磁场方向相反,故进入左侧磁场,因为两侧磁场方向相反,故有效长度为有效长度为a、d和和b、c切割磁感线有效长度之和,保持不变,且电切割磁感线有效长度之和,保持不变,且电流为负方向,故流为负方向,故A错误当错误当b、c边出右侧磁场时电流方向仍为正方向,边出右侧磁场时电流方向仍为正方向,故故B错误,错误,D正确正确【答案答案】D第8页第9页1(海口一模海口一模)如如图图522所表示,在所表示
5、,在x0区域内存在匀区域内存在匀强强磁磁场场,磁,磁场场方向垂直于方向垂直于纸纸面向里矩形面向里矩形线线框框abcd从从t0时时刻起由静止开始沿刻起由静止开始沿x轴轴正方向做匀加速运正方向做匀加速运动动,则线则线框中感框中感应电应电流流I(取逆取逆时针时针方向方向电电流流为为正正)随随时间时间t改改变图线变图线是是()第10页【解析解析】线框沿线框沿x轴正方向做匀加速运动,轴正方向做匀加速运动,cd边切割磁感线,依边切割磁感线,依据右手定则,电流方向为顺时针,即负方向,故据右手定则,电流方向为顺时针,即负方向,故A、C错误再依据错误再依据EBLvBlat,B错误,错误,D正确正确【答案答案】D
6、第11页2.(新课标全国高考新课标全国高考)如如图图523,一,一载载流流长长直直导线导线和一矩形框固定在同一平面内,和一矩形框固定在同一平面内,线线框在框在长长直直导线导线右右侧侧,且其,且其长边长边与与长长直直导线导线平行已知在平行已知在t0到到tt1时间间时间间隔内,直隔内,直导线导线中中电电流流i发发生某种生某种变变化,而化,而线线框中感框中感应电应电流流总总是沿是沿顺时针顺时针方向;方向;线线框框受到安培力受到安培力协协力先水平向左、后水平向右力先水平向左、后水平向右设电设电流流i正方向与正方向与图图中箭中箭头头所表示方向相同,所表示方向相同,则则i随随时间时间t改改变图线变图线可能
7、是可能是()第12页【解析解析】因通电导线周围磁场离导线越近磁场越强,而线框中因通电导线周围磁场离导线越近磁场越强,而线框中左右两边电流大小相等,方向相反,所以受到安培力方向相反,导左右两边电流大小相等,方向相反,所以受到安培力方向相反,导线框左边受到安培力大于导线框右边受到安培力,所以协力与左边线框左边受到安培力大于导线框右边受到安培力,所以协力与左边导线框受力方向相同因为线框受到安培力协力先水平向左,后水导线框受力方向相同因为线框受到安培力协力先水平向左,后水平向右,依据左手定则,导线框处磁场方向先垂直纸面向里,后垂平向右,依据左手定则,导线框处磁场方向先垂直纸面向里,后垂直纸面向外,依据
8、右手螺旋定则,导线中电流先为正,后为负,所直纸面向外,依据右手螺旋定则,导线中电流先为正,后为负,所以选项以选项A正确,选项正确,选项B、C、D错误错误【答案答案】A第13页处处理与理与电电路相路相联络电联络电磁感磁感应问题应问题基本方法是:基本方法是:(1)切割磁感切割磁感线导线导体或磁通量体或磁通量发发生改生改变变回路回路产产生感生感应电动势应电动势,则这则这部分部分电电路就是等效路就是等效电电源,使用方法拉第源,使用方法拉第电电磁感磁感应应定律和楞次定律确定律和楞次定律确定感定感应电动势应电动势大小和方向大小和方向(2)正确分析正确分析电电路路结结构,画出等效构,画出等效电电路路图图(3
9、)利用利用电电路路规规律求解,主要有律求解,主要有闭闭合合电电路欧姆定律、串并路欧姆定律、串并联电联电路性路性质质特点、特点、电电功、功、电热电热公式等公式等第14页 (南宁模拟南宁模拟)在如图在如图524甲所表示电路中,螺线管匝数甲所表示电路中,螺线管匝数n1 500匝,横截面积匝,横截面积S20 cm2.螺线管导线电阻螺线管导线电阻r1.0,R14.0,R25.0,C30 F.在一段时间内,穿过螺线管磁场磁感应强度在一段时间内,穿过螺线管磁场磁感应强度B按如图按如图524乙所乙所表示规律改变则以下说法中正确是表示规律改变则以下说法中正确是()A螺线管中产生感应电动势为螺线管中产生感应电动势
10、为1 VB闭合闭合S,电路中电流稳定后,电阻,电路中电流稳定后,电阻R1电功率为电功率为5102 WC电路中电流稳定后电容器下极板带正电电路中电流稳定后电容器下极板带正电DS断开后,流经断开后,流经R2电荷量为电荷量为1.8105 C第15页【答案答案】CD 第16页第17页1(福州二模福州二模)法拉第曾提出一个利用河流法拉第曾提出一个利用河流发电发电构想,并构想,并进进行了行了试验试验研究研究试验试验装置示意装置示意图图如如图图525所表示,两所表示,两块块面面积积均均为为S矩形金属矩形金属板,平行、正板,平行、正对对、竖竖直地全部浸在河水中,直地全部浸在河水中,间间距距为为d.水流速度水流
11、速度处处处处相相同,大小同,大小为为v,方向水平,金属板与水流方向平行地磁,方向水平,金属板与水流方向平行地磁场场磁感磁感应应强强度度竖竖直分量直分量为为B,水,水电电阻率阻率为为,水面上方有一阻,水面上方有一阻值为值为R电电阻阻经过绝缘经过绝缘导线导线和和电键电键K连连接到两个金属板上,忽略接到两个金属板上,忽略边缘边缘效效应应则电则电阻阻R消耗消耗电电功率功率()第18页【答案答案】C 第19页2如如图图526所表示,水平所表示,水平设设置三条光滑平行金属置三条光滑平行金属导轨导轨a、b、c位位于同一水平面上,于同一水平面上,a与与b、b与与c相距均相距均为为d1 m,导轨导轨ac间间横跨
12、一横跨一质质量量为为m1 kg金属棒金属棒MN,棒与三条,棒与三条导轨导轨垂直,且一直接触良好棒垂直,且一直接触良好棒电电阻阻r2,导轨电导轨电阻忽略不阻忽略不计计在在导轨导轨bc间间接一接一电电阻阻为为R2 灯灯泡,泡,导轨导轨ac间间接一理想接一理想电压电压表整个装置放在磁感表整个装置放在磁感应应强强度度B2 T匀匀强强磁磁场场中,磁中,磁场场方向垂直方向垂直导轨导轨平面向下平面向下现对现对棒棒MN施加一水平向右施加一水平向右拉力拉力F,使棒从静止开始运,使棒从静止开始运动动若施加水平外力功率恒定,且棒到达若施加水平外力功率恒定,且棒到达稳稳定定时时速度速度为为1.5 m/s,则则水平外力
13、功率水平外力功率为为_W,此,此时电压时电压表表读读数数为为_V.第20页【解析解析】棒到达稳定速度棒到达稳定速度1.5 m/s时,金属棒时,金属棒MN下半段产生感应下半段产生感应电动势电动势Bdv3 V,灯泡中电流,灯泡中电流I1 A,金属棒,金属棒MN下半段所受安培力下半段所受安培力BId2 N,水平外力功率为,水平外力功率为PFv21.5 W3 W金属棒金属棒MN下半下半段两端点电压为段两端点电压为2 V,电压表读数为,电压表读数为3 V2 V5 V.【答案答案】35第21页1.基本方法基本方法(1)使用方法拉第使用方法拉第电电磁感磁感应应定律和楞次定律求感定律和楞次定律求感应电动势应电
14、动势大小和方向大小和方向(2)由由闭闭合合电电路欧姆定律求回路中路欧姆定律求回路中电电流流(3)分析分析导导体受力情况体受力情况(包含安培力在内全方面受力分析包含安培力在内全方面受力分析)(4)依据平衡条件或牛依据平衡条件或牛顿顿第二定律列方程求解第二定律列方程求解2两种状态处理两种状态处理(1)导导体体处处于平衡于平衡态态静止或匀速直静止或匀速直线线运运动动状状态态处处理方法:依据平衡条件理方法:依据平衡条件(合外力等于零合外力等于零)列式分析列式分析(2)导导体体处处于非平衡于非平衡态态加速度不加速度不为为零零处处理方法:依据牛理方法:依据牛顿顿第二定律第二定律进进行行动态动态分析,或分析
15、,或结结合功效关系分析合功效关系分析第22页 如如图图527所表示,水平放置所表示,水平放置导导体框架,体框架,宽宽L0.50 m,接有,接有电电阻阻R0.20,匀,匀强强磁磁场场垂直框架平面向里,磁感垂直框架平面向里,磁感应应强强度度B0.40 T一一导导体棒体棒ab垂直框垂直框边边跨放在框架上,并能无摩擦地在框架跨放在框架上,并能无摩擦地在框架上滑上滑动动,框架和,框架和导导体棒体棒ab电电阻均不阻均不计计当当ab以以v4.0 m/s速度向右匀速度向右匀速滑速滑动时动时,求:,求:(1)ab棒中棒中产产生感生感应电动势应电动势大小;大小;(2)维维持持导导体棒体棒ab做匀速运做匀速运动动外
16、力外力F大小;大小;(3)若将外力若将外力F突然减小到突然减小到F,简简明叙述明叙述导导体体棒棒ab以后运以后运动动情况情况第23页【答案答案】(1)0.80 V(2)0.80 N(3)看法析看法析 第24页第25页1(宜宾模拟宜宾模拟)如如图图528甲所表示,甲所表示,MN左左侧侧有一垂直有一垂直纸纸面向里匀面向里匀强强磁磁场场现现将一将一边长为边长为l、质质量量为为m、电电阻阻为为R正方形金属正方形金属线线框置于框置于该该磁磁场场中,使中,使线线框平面与磁框平面与磁场场垂直,且垂直,且bc边边与磁与磁场边场边界界MN重合当重合当t0时时,对线对线框施加一框施加一水平拉力水平拉力F,使,使线
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