高中物理電磁感應(yīng)單元復(fù)習(xí)ppt課件

1、電磁感應(yīng)景象產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 磁通量EntEBlvsin 楞次定律感應(yīng)電流電動(dòng)勢(shì)的方向右手定那么cosBS運(yùn)用一.電磁感應(yīng)景象1.產(chǎn)生感應(yīng)電流條件:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，即02.引起磁通量變化的常見情況1閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感 線運(yùn)動(dòng)2線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)3磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化4線圈的面積變化3.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)條件無論回路能否閉合,只需穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化,線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源例1.線圈在長(zhǎng)直導(dǎo)線電流的磁場(chǎng)中,作如圖的運(yùn)動(dòng):A.向右平動(dòng) B.向下平動(dòng) C.繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)(ad邊向外) D.從紙面向紙外作平動(dòng) E.向上平動(dòng)(E線圈

2、有個(gè)缺口)判別線圈中有沒有感應(yīng)電流? 無無有有有4.感應(yīng)電流方向的判別2右手定那么:伸開右手,讓大拇指跟其他四指垂直,并且都跟手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線垂直穿入手心,大拇指指導(dǎo)游體運(yùn)動(dòng)的方向,其他四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向 1楞次定律:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要妨礙引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化 增反減同來拒去留增縮減擴(kuò)二、法拉第電磁感應(yīng)定律二、法拉第電磁感應(yīng)定律tEtnE1內(nèi)容:電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比對(duì)于n匝線圈有導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E=BLv sin 是B與v之間的夾角2212LBLBLE o av如圖磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面

3、向外，長(zhǎng)L的金屬棒oa以o為軸在該平面內(nèi)以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。求金屬棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2.轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁感線平行線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁感線垂直如圖矩形線圈的長(zhǎng)、寬分別為L(zhǎng)1、L2,所圍面積為S,向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈繞圖示的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為E=nBS例題例題2.2.如下圖如下圖, ,矩形線圈由矩形線圈由n=50n=50匝導(dǎo)線組成匝導(dǎo)線組成,ab,ab邊邊長(zhǎng)長(zhǎng)L1=0.4m,bcL1=0.4m,bc邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)L2=0.2m,L2=0.2m,在在B=0.1TB=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中中, ,以兩短邊中點(diǎn)的連線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)以兩短邊中點(diǎn)的連線為軸轉(zhuǎn)動(dòng),

4、=50rad/s,=50rad/s,求求: :(1)(1)線圈從圖甲位置轉(zhuǎn)過線圈從圖甲位置轉(zhuǎn)過180o180o過程中的平均電動(dòng)勢(shì)過程中的平均電動(dòng)勢(shì)(2)(2)線圈從圖乙位置轉(zhuǎn)過線圈從圖乙位置轉(zhuǎn)過30o30o時(shí)的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)時(shí)的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)abcdabcd甲甲乙乙 例題例題21解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 由由 得得 2線圈切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線圈切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)tnEVLBLnE74.12221VLBLE32.1760sin2n2213.電磁感應(yīng)中的能量守恒只需有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電磁感應(yīng)景象中總伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。電磁感應(yīng)的標(biāo)題往往與能量守恒的知識(shí)相結(jié)合。例題3.如下圖

5、，矩形線圈abcd質(zhì)量為m，寬為d，在豎直平面內(nèi)由靜止自在下落。其下方有如圖方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上、下邊境程度，寬度也為d，線圈ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)就開場(chǎng)做勻速運(yùn)動(dòng)，那么在線圈穿越磁場(chǎng)的全過程，產(chǎn)生了多少電熱？ 解：根據(jù)能量守恒，在線圈經(jīng)過磁場(chǎng)時(shí)，線圈的重力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化成電能： Q=2mgd4.電磁感應(yīng)圖象電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象，即B-t圖象，-t圖象，E-t圖象和I-t圖象。在圖象中，物理量的方向是經(jīng)過正負(fù)值來反映的。分析圖象問題常需右手定那么、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律，有些圖象問題還要畫出等效電路來輔助分析 例題4如下圖，一個(gè)由導(dǎo)體

6、做成的矩形線圈，以恒定速率v運(yùn)動(dòng)，從無場(chǎng)區(qū)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，然后出來，假設(shè)取逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍敲磮D中的哪一個(gè)圖線正確地表示回路中電流對(duì)時(shí)間的函數(shù)關(guān)系？ ABCDIt0It0It0It0 C例題5如下圖，豎直平行導(dǎo)軌間距L=20cm，導(dǎo)軌頂端接有一電鍵S導(dǎo)體捧ab與導(dǎo)軌接觸良好且無摩擦，ab的電阻R=04，質(zhì)量m=10g，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，整個(gè)安裝處在與軌道平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T閉合電鍵，導(dǎo)體棒由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)求ab棒的最大速度和最終速度的大小(g取10ms2)三電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題三電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題 例題例題5解：開封鎖合時(shí)對(duì)物體受力分析如下

7、解：開封鎖合時(shí)對(duì)物體受力分析如下圖：圖： 當(dāng)當(dāng)F安安 =mg時(shí)，物體到達(dá)最大速度時(shí)，物體到達(dá)最大速度Vm BIL=mg(1) I= (2) 由以上兩式得由以上兩式得Vm=1m/s 以后物體做勻速運(yùn)動(dòng)，物體的最終速度為以后物體做勻速運(yùn)動(dòng)，物體的最終速度為1m/s安FGRBLVm處理這類問題的關(guān)鍵在于經(jīng)過受力分析確定運(yùn)動(dòng)形狀來尋覓過程中的臨界形狀，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等.在對(duì)物體進(jìn)展受力分析時(shí)，由于電磁感應(yīng)景象，多了一個(gè)安培力的作用，這一點(diǎn)是不能忽視的。 根本思緒： 確定電源畫等效電路(E,r)rREI受力分析運(yùn)動(dòng)形狀的分析臨界形狀感應(yīng)電流運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體所受的安培力BILF 如圖，A線圈

8、接一靈敏電流計(jì)，B線框放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B線框的電阻不計(jì)，具有一定電阻的導(dǎo)體棒可沿線框無摩擦滑動(dòng)，今用一恒力F向右拉CD由靜止開場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，B線框足夠長(zhǎng)，那么經(jīng)過電流計(jì)中的電流方向和大小變化是( )A.G中電流向上，強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)B.G中電流向下，強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)C.G中電流向上，強(qiáng)度逐漸減弱，最后為零 D.G中電流向下，強(qiáng)度逐漸減弱，最后為零 課堂練習(xí)課堂練習(xí)D 如圖甲所示,一對(duì)平行光滑軌道放置在程度面上,兩軌道間距L=0.20m,電阻R=1.0,有一導(dǎo)體桿靜止放在軌道上,與兩軌道垂直,桿及軌道的電阻可忽略不計(jì),整個(gè)安裝處于磁感強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直軌道面向下,現(xiàn)用一外力F沿軌道方

9、向拉桿,使之做勻加速運(yùn)動(dòng),測(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,求桿的質(zhì)量m和加速度a.課堂練習(xí)課堂練習(xí) 7.如下圖是高頻焊接原理表示圖，線圈中通以高如下圖是高頻焊接原理表示圖，線圈中通以高頻交流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，頻交流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊接縫處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很由于焊接縫處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一同我國(guó)消費(fèi)的自行車車架就是用這種方法焊接同我國(guó)消費(fèi)的自行車車架就是用這種方法焊接的的 試定性闡明：為什么交變電流的頻率越高，焊接試定性闡明：為什么交變電流的頻

10、率越高，焊接縫處放出的熱量越大？縫處放出的熱量越大？ 答案：交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁答案：交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化就越快，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定場(chǎng)的變化就越快，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，感應(yīng)電流就越大而放出的電熱與越大，感應(yīng)電流就越大而放出的電熱與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高焊接處放出的熱量越多越高焊接處放出的熱量越多 8.用絲線懸掛閉合金屬環(huán)，懸于用絲線懸掛閉合金屬環(huán)，懸于O點(diǎn)，虛線左邊點(diǎn)，虛線左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右邊沒有磁場(chǎng)。金屬環(huán)的擺動(dòng)會(huì)很有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右邊

11、沒有磁場(chǎng)。金屬環(huán)的擺動(dòng)會(huì)很快停下來。試解釋這一景象。假設(shè)整個(gè)空間都有快停下來。試解釋這一景象。假設(shè)整個(gè)空間都有向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，會(huì)有這種景象嗎？向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，會(huì)有這種景象嗎？ 答案：只需左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬環(huán)在穿越磁場(chǎng)答案：只需左邊有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬環(huán)在穿越磁場(chǎng)邊境時(shí)，由于磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，邊境時(shí)，由于磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，于是妨礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)很快停下來，這就是電于是妨礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)很快停下來，這就是電磁阻尼景象；空間都有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，穿過金屬環(huán)的磁阻尼景象；空間都有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，穿過金屬環(huán)的磁通量反而不變化了，因此不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不磁通量反而不變化了，因此不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不

12、會(huì)妨礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。會(huì)妨礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 9.如下圖是稱為阻尼擺的表示圖，在輕質(zhì)桿上固定一金屬如下圖是稱為阻尼擺的表示圖，在輕質(zhì)桿上固定一金屬薄片，輕質(zhì)桿可繞上端薄片，輕質(zhì)桿可繞上端O點(diǎn)軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，一程度有點(diǎn)軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，一程度有界磁場(chǎng)垂直于金屬薄片所在的平面使擺從圖中實(shí)線位置界磁場(chǎng)垂直于金屬薄片所在的平面使擺從圖中實(shí)線位置釋放，擺很快就會(huì)停頓擺動(dòng)；假設(shè)將擺改成梳齒狀，還是釋放，擺很快就會(huì)停頓擺動(dòng)；假設(shè)將擺改成梳齒狀，還是從同一位置釋放，擺會(huì)擺動(dòng)較長(zhǎng)的時(shí)間試定性分析其緣從同一位置釋放，擺會(huì)擺動(dòng)較長(zhǎng)的時(shí)間試定性分析其緣由由 答案：第一種情況下，阻尼擺進(jìn)入有界磁場(chǎng)后，在擺中會(huì)答案：第一種情況下，

13、阻尼擺進(jìn)入有界磁場(chǎng)后，在擺中會(huì)構(gòu)成渦流，渦流受磁場(chǎng)的妨礙作用，會(huì)很快停下來；第二構(gòu)成渦流，渦流受磁場(chǎng)的妨礙作用，會(huì)很快停下來；第二種情況下，將金屬擺改成梳齒狀，阻斷了渦流構(gòu)成的回路，種情況下，將金屬擺改成梳齒狀，阻斷了渦流構(gòu)成的回路，從而減弱了渦流，遭到的妨礙會(huì)比先前小得多，所以會(huì)擺從而減弱了渦流，遭到的妨礙會(huì)比先前小得多，所以會(huì)擺動(dòng)較長(zhǎng)的時(shí)間動(dòng)較長(zhǎng)的時(shí)間 10.如下圖為一光滑軌道，其中如下圖為一光滑軌道，其中MN部分為一段對(duì)部分為一段對(duì)稱的圓弧，兩側(cè)的直導(dǎo)軌與圓弧相切，在稱的圓弧，兩側(cè)的直導(dǎo)軌與圓弧相切，在MN部分部分有如下圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一較小的金屬環(huán)如圖放有如下圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一較小的金屬環(huán)如圖放置在