1、章末总结,知识网络,典例精析,第一章 电磁感应,知识网络,电磁 感应,电磁感 应现象,闭合电路中部分导体做 运动 闭合电路的 发生变化,现象,产生感应电流的条件：电路 且 变化 能量转化：其他形式的能转化为电能或电能的转移,切割磁感线,磁通量,答案,闭合,磁通量,楞次 定律 (感应 电流的 方向,内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要引起感应电流的磁通量的变化,理解,感应电流总要阻碍 的变化 感应电流总要阻碍 的相对运动,应用步骤,首先明确原磁场的 和磁通量的 确定感应电流的磁场方向 再用 确定感应电流的方向,右手 定则,适合判定 产生的感应电流的方向 右手定则、左手定则、安培定则
2、的区别,阻碍,磁通量,导体和磁场,方向,增减,电磁 感应,答案,安培定则,导体切割磁感线,，,EBLv，适合求E的瞬时值 条件：B、L、v三者互相垂直,感应 电动势,定义：在电磁感应现象中产生的电动势 产生的条件： 发生变化,磁通量的变化率：单位时间内磁通量的变化,En t ，适合求E的平均值,磁通量,电磁 感应,答案,法拉第电磁感应定律(感应电动势的大小,法拉第电磁感应定律,切割公式,定义： 发生变化而产生的电磁感应现象 自感电动势：总是阻碍 的变化 自感系数L：与线圈的形状、体积、匝数，以及是 否有铁芯等因素有关 应用和防止,互感现象,自身电流,答案,返回,电磁 感应,自感现象及其应用(特
3、殊的电磁感应现象,自感 现象,涡流,定义：块状金属在变化的磁场中产生的环形感应电流,应用,电磁阻尼 电磁驱动,自身电流,例1 圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图1所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是 ( ),一、对楞次定律的理解与应用,典例精析,解析答案,图1,归纳总结,A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B.穿过线圈a的磁通量变小 C.线圈a有扩张的趋势 D.线圈a对水平桌面的压力N将增大,解析 通过螺线管b的电流如图所示，根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下，滑片
4、P向下滑动，接入电路的电阻减小，电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增大，根据楞次定律可知，a线圈中所产生的感应电流产生的感应磁场方向竖直向上，再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，A错误； 由于螺线管b中的电流增大，所产生的磁感应强度增大， 线圈a中的磁通量应变大，B错误； 根据楞次定律可知，线圈a有缩小的趋势，线圈a对水平 桌面的压力将增大，C错误，D正确.,归纳总结,答案 D,归纳总结,1.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.感应电流的磁场方向不一定与原磁场方向相反，只在磁通量增加时两者才相反，而在磁通量减少时两者是同向的. 2.“阻碍”并不是“阻止”，而是
5、“延缓”，回路中的磁通量变化的趋势不变，只不过变化得慢了. 3.“阻碍”的表现：增反减同、来拒去留等.,二、电磁感应中的图像问题,例2 将一段导线绕成图2甲所示的闭合电路，并固定在纸面内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感 应强度B随时间t变化的图像如图乙所示.用F表 示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方 向，能正确反映F随时间t变化的图像是 ( ),解析答案,图2,归纳总结,0 T 2 时间内，由楞次定律可判断出流过ab边的电流方向为由b至a，结合左手定则可判断出ab边受到的安培力的方向向左，为负值，故选项A错误，B
6、正确.,归纳总结,答案 B,归纳总结,1.图像问题有两种：一是给出电磁感应过程，选出或画出正确图像；二是由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量. 2.基本思路： (1)利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势大小. (2)利用楞次定律或右手定则判定感应电流的方向. (3)写出相关的函数关系式分析图像或画出图像.,例3 如图3所示，半径为a的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B0.2 T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a0.4 m，b0.6 m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻R1R22 ，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻
7、均忽略不计.,三、电磁感应中的电路问题,图3,(1)若棒以v05 m/s的速度在环上向右匀速滑动，求棒滑到圆环直径OO瞬间，MN中的电动势和通过灯L1的电流.,解析答案,解析 MN切割磁感线，相当于一个电源，根据右手定则可判断出等效电路如图所示.,EB2av00.220.45 V0.8 V，,答案 0.8 V 0.4 A,解析 将右侧上翻后则S 1 2 a2， 当穿过S的磁通量发生变化时， 根据楞次定律可判断出等效电路如图所示.,(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90，若此后磁场随时间均匀变化，其变化率为 B t 4 T/s，求L1的功率.,解析答案,答案 1
8、.28102 W,归纳总结,归纳总结,1.求解电磁感应中电路问题的关键是分清楚内电路和外电路. “切割”磁感线的导体和磁通量变化的线圈都相当于“电源”，该部分导体的电阻相当于内电阻，而其余部分的电路则是外电路. 2.路端电压、电动势和某导体两端的电压三者的区别： (1)某段导体作为外电路时，它两端的电压就是电流与其电阻的乘积. (2)某段导体作为电源时，它两端的电压就是路端电压，等于电流与外电阻的乘积，或等于电动势减去内电压，当其内阻不计时路端电压等于电源电动势. (3)某段导体作为电源时，电路断路时导体两端的电压等于电源电动势.,四、电磁感应中的力学综合问题,例4 如图4所示，两根足够长的平
9、行金属导轨固定 在倾角30的斜面上，导轨电阻不计，间距L 0.4 m，导轨所在空间被分成区域和，两区域 的边界与斜面的交线为MN.中的匀强磁场方向垂 直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上， 两磁场的磁感应强度大小均为B0.5 T.在区域中，将质量m10.1 kg、电阻R10.1 的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑.然后，在区域中将质量m20.4 kg，电阻R20.1 的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下,图4,滑.cd在滑动过程中始终处于区域的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g10 m/s2，问： (1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向；,解析 由右手
10、定则可判断出cd中的电流方向为由d到c，则ab中电流方向为由a流向b. 答案 由a流向b,解析答案,解析答案,(2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；,解析答案,解析 开始放置时ab刚好不下滑，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为Fmax，有Fmaxm1gsin 设ab刚要上滑时，cd棒的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律有EBLv 设电路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律有 I E R1R2 设ab所受安培力为F安，有F安BIL ,此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有F安m1gsin Fmax 联立式，代入数据解得v5 m/s. 答案 5 m/s,解析答案,(3)从
11、cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少.,归纳总结,解析 设cd棒运动过程中在电路中产生的总热量为Q总，由能量守恒定律有m2gxsin Q总 1 2 m2v2 又Q R1 R1R2 Q总 解得Q1.3 J. 答案 1.3 J,返回,归纳总结,电学部分思路：将产生感应电动势的那部分电路等效为电源，分析内、外电路结构，应用闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律理顺各电学量之间的关系. 力学部分思路：将通电导体的受力情况及运动情况进行动态分析.应用牛顿运动定律、动能定理等规律理顺各力学量之间的关系. 在考虑以上两个方面的同时，同学们值得注意的一个普遍适用的计算式：感应电流通过电路的电荷量q R .然后抓住“电磁感应”及“磁场对电流的作用”这两条将电学量与力学量相联系的纽带，遵循在全过程中系统机械能、电能、内能之间相互转化和守恒的规律，则问题总能迎刃而解.,返回,
