高中物理第四章電磁感應課件單元復習

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磁通量

楞次定律感應電流〔電動勢〕的方向右手定那么應用電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生感應電流的條件感應電動勢的大小磁通量楞2一.電磁感應現(xiàn)象1.產(chǎn)生感應電流條件:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，即△Φ≠02.引起磁通量變化的常見情況〔1〕閉合電路的局部導體做切割磁感線運動〔2〕線圈在磁場中轉動〔3〕磁感應強度B變化〔4〕線圈的面積變化一.電磁感應現(xiàn)象1.產(chǎn)生感應電流條件:穿過閉合回路的磁通量發(fā)33.產(chǎn)生感應電動勢條件無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化,線圈中就有感應電動勢.產(chǎn)生感應電動勢的那局部導體相當于電源3.產(chǎn)生感應電動勢條件無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁4例1.線圈在長直導線電流的磁場中,作如圖的運動:A.向右平動B.向下平動C.繞軸轉動(ad邊向外)D.從紙面向紙外作平動E.向上平動(E線圈有個缺口)判斷線圈中有沒有感應電流?無無有有有例1.線圈在長直導線電流的磁場中,作如圖的運動:A.向右平動54.感應電流方向的判斷2〕右手定那么:伸開右手,讓大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線垂直穿入手心,大拇指指向?qū)w運動的方向,其余四指所指的方向就是感應電流的方向1〕楞次定律:感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的原磁通量的變化增反減同來拒去留增縮減擴4.感應電流方向的判斷2〕右手定那么:伸開右手,讓大拇指跟其6二、法拉第電磁感應定律1內(nèi)容:電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比對于n匝線圈有導線切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的大小E=BLvsin（是B與v之間的夾角）二、法拉第電磁感應定律1內(nèi)容:電路中感應電動勢的大小，跟穿過7ωoav如圖磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外，長L的金屬棒oa以o為軸在該平面內(nèi)以角速度ω逆時針勻速轉動。求金屬棒中的感應電動勢。2.轉動產(chǎn)生的感應電動勢⑴轉動軸與磁感線平行ωoav如圖磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙8⑵線圈的轉動軸與磁感線垂直如圖矩形線圈的長、寬分別為L1、L2,所圍面積為S,向右的勻強磁場的磁感應強度為B,線圈繞圖示的軸以角速度ω勻速轉動感應電動勢的最大值為E=nBωS⑵線圈的轉動軸與磁感線垂直如圖矩形線圈的長、寬分別為L1、L9例題2.如以下圖,矩形線圈由n=50匝導線組成,ab邊長L1=0.4m,bc邊長L2=0.2m,在B=0.1T的勻強磁場中,以兩短邊中點的連線為軸轉動,ω=50rad/s,求:(1)線圈從圖甲位置轉過180o過程中的平均電動勢(2)線圈從圖乙位置轉過30o時的瞬時電動勢abcdabcd甲乙例題2.如以下圖,矩形線圈由n=50匝導線組成,ab邊長L110例題2〔1〕解：根據(jù)法拉第電磁感應定律由得〔2〕線圈切割磁感線的感應電動勢例題2〔1〕解：根據(jù)法拉第電磁感應定律113.電磁感應中的能量守恒只要有感應電流產(chǎn)生，電磁感應現(xiàn)象中總伴隨著能量的轉化。電磁感應的題目往往與能量守恒的知識相結合。3.電磁感應中的能量守恒只要有感應電流產(chǎn)生，電磁感應現(xiàn)象中總12例題3.如以下圖，矩形線圈abcd質(zhì)量為m，寬為d，在豎直平面內(nèi)由靜止自由下落。其下方有如圖方向的勻強磁場，磁場上、下邊界水平，寬度也為d，線圈ab邊剛進入磁場就開場做勻速運動，那么在線圈穿越磁場的全過程，產(chǎn)生了多少電熱？例題3.如以下圖，矩形線圈abcd質(zhì)量為m，寬為d，在豎直平13解：根據(jù)能量守恒，在線圈通過磁場時，線圈的重力勢能完全轉化成電能：Q=2mgd解：根據(jù)能量守恒，在線圈通過磁場時，線圈的重力勢能完全轉化成144.電磁感應圖象電磁感應中常涉及磁感應強度B、磁通量φ、感應電動勢E和感應電流I隨時間t變化的圖象，即B-t圖象，Ф-t圖象，E-t圖象和I-t圖象。在圖象中，物理量的方向是通過正負值來反映的。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定律，有些圖象問題還要畫出等效電路來輔助分析4.電磁感應圖象電磁感應中常涉及磁感應強度B、磁通量φ、感應15例題4如以下圖，一個由導體做成的矩形線圈，以恒定速率v運動，從無場區(qū)進入勻強磁場區(qū)，然后出來，假設取逆時針方向為電流的正方向，那么圖中的哪一個圖線正確地表示回路中電流對時間的函數(shù)關系？〔〕ABCDIt0It0It0It0

C例題4如以下圖，一個由導體做成的矩形線圈，以恒定速率v運動，16例題5如以下圖，豎直平行導軌間距L=20cm，導軌頂端接有一電鍵S．導體捧ab與導軌接觸良好且無摩擦，ab的電阻R=0．4Ω，質(zhì)量m=10g，導軌的電阻不計，整個裝置處在與軌道平面垂直的勻強磁場中，磁感應強度B=1T．閉合電鍵，導體棒由靜止釋放，不計空氣阻力．設導軌足夠長．求ab棒的最大速度和最終速度的大小(g取10m／s2)三電磁感應中的動力學問題例題5如以下圖，豎直平行導軌間三電磁感應中的動力學問題17例題5解：開關閉合時對物體受力分析如以下圖：當F安=mg時，物體到達最大速度VmBIL=mg(1)I=(2)由以上兩式得Vm=1m/s以后物體做勻速運動，物體的最終速度為1m/sG例題5解：開關閉合時對物體受力分析如以下圖：G18解決這類問題的關鍵在于通過受力分析確定運動狀態(tài)來尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等.在對物體進展受力分析時，由于電磁感應現(xiàn)象，多了一個安培力的作用，這一點是不能無視的。

根本思路：確定電源〔畫等效電路〕(E,r)受力分析運動狀態(tài)的分析臨界狀態(tài)感應電流運動導體所受的安培力解決這類問題的關鍵在于通過受力分析確定運動狀態(tài)來尋找過程中的19如圖，A線圈接一靈敏電流計，B線框放在勻強磁場中，B線框的電阻不計，具有一定電阻的導體棒可沿線框無摩擦滑動，今用一恒力F向右拉CD由靜止開場運動，B線框足夠長，那么通過電流計中的電流方向和大小變化是()A.G中電流向上，強度逐漸增強B.G中電流向下，強度逐漸增強C.G中電流向上，強度逐漸減弱，最后為零D.G中電流向下，強度逐漸減弱，最后為零課堂練習D如圖，A線圈接一靈敏電流計，B線框放在勻強磁場中，B線框的電20如圖甲所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距L=0.20m,電阻R=1.0Ω,有一導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,整個裝置處于磁感強度B=0.50T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道面向下,現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿,使之做勻加速運動,測得力F與時間t的關系如圖乙所示,求桿的質(zhì)量m和加速度a.課堂練習如圖甲所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距L217.如以下圖是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，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，焊接在一起．我國生產(chǎn)的自行車車架就是用這種方法焊接的．試定性說明：為什么交變電流的頻率越高，焊接縫處放出的熱量越大？7.如以下圖是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流時，待焊22答案：交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場的變化就越快，根據(jù)法拉第電磁感應定律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應電動勢就越大，感應電流就越大．而放出的電熱與電流的平方成正比，所以交變電流的頻率越高焊接處放出的熱量越多．

答案：交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場的變化就越快，根據(jù)法拉238.用絲線懸掛閉合金屬環(huán)，懸于O點，虛線左邊有勻強磁場，右邊沒有磁場。金屬環(huán)的擺動會很快停下來。試解釋這一現(xiàn)象。假設整個空間都有向外的勻強磁場，會有這種現(xiàn)象嗎？答案：只有左邊有勻強磁場，金屬環(huán)在穿越磁場邊界時，由于磁通量發(fā)生變化，有感應電流產(chǎn)生，于是阻礙相對運動，擺動很快停下來，這就是電磁阻尼現(xiàn)象；空間都有勻強磁場，穿過金屬環(huán)的磁通量反而不變化了，因此不產(chǎn)生感應電流，不會阻礙相對運動。8.用絲線懸掛閉合金屬環(huán)，懸于O點，虛線左邊有勻強磁場，右邊249.如以下圖是稱為阻尼擺的示意圖，在輕質(zhì)桿上固定一金屬薄片，輕質(zhì)桿可繞上端O點軸在豎直面內(nèi)轉動，一水平有界磁場垂直于金屬薄片所在的平面．使擺從圖中實線位置釋放，擺很快就會停頓擺動；假設將擺改成梳齒狀，還是從同一位置釋放，擺會擺動較長的時間．試定性分析其原因．答案：第一種情況下，阻尼擺進入有界磁場后，在擺中會形成渦流，渦流受磁場的阻礙作用，會很快停下來；第二種情況下，將金屬擺改成梳齒狀，阻斷了渦流形成的回路，從而減弱了渦流，受到的阻礙會比先前小得多，所以會擺動較長的時間．9.如以下圖是稱為阻尼擺的示意圖，在輕質(zhì)桿上固定一金屬薄片，2510.如以下圖為一光滑軌道，其中MN局部為一段對稱的圓弧，兩側的直導軌與圓弧相切，在MN局部有如以下圖的勻強磁場，有一較小的金屬環(huán)如圖放置在P點，金屬環(huán)由靜止自由釋放，經(jīng)很屢次來回運動后，以下判斷正確的有〔〕A、金屬環(huán)仍能上升到與P等高處；B、金屬環(huán)最終將靜止在最低點；C、金屬環(huán)上升的最大高度與MN等高處；D、金屬環(huán)上升的最大高度一直在變小。MNPQ∷∷∷∷∷BD10.如以下圖為一光滑軌道，其中MN局部為一段對稱的圓弧，兩26高中物理第四章電磁感應課件單元復習本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！高中物理第四章電磁感應課件單元復習本課件PPT僅供大27電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生感應電流的條件感應電動勢的大小

磁通量

楞次定律感應電流〔電動勢〕的方向右手定那么應用電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生感應電流的條件感應電動勢的大小磁通量楞28一.電磁感應現(xiàn)象1.產(chǎn)生感應電流條件:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，即△Φ≠02.引起磁通量變化的常見情況〔1〕閉合電路的局部導體做切割磁感線運動〔2〕線圈在磁場中轉動〔3〕磁感應強度B變化〔4〕線圈的面積變化一.電磁感應現(xiàn)象1.產(chǎn)生感應電流條件:穿過閉合回路的磁通量發(fā)293.產(chǎn)生感應電動勢條件無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化,線圈中就有感應電動勢.產(chǎn)生感應電動勢的那局部導體相當于電源3.產(chǎn)生感應電動勢條件無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁30例1.線圈在長直導線電流的磁場中,作如圖的運動:A.向右平動B.向下平動C.繞軸轉動(ad邊向外)D.從紙面向紙外作平動E.向上平動(E線圈有個缺口)判斷線圈中有沒有感應電流?無無有有有例1.線圈在長直導線電流的磁場中,作如圖的運動:A.向右平動314.感應電流方向的判斷2〕右手定那么:伸開右手,讓大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線垂直穿入手心,大拇指指向?qū)w運動的方向,其余四指所指的方向就是感應電流的方向1〕楞次定律:感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的原磁通量的變化增反減同來拒去留增縮減擴4.感應電流方向的判斷2〕右手定那么:伸開右手,讓大拇指跟其32二、法拉第電磁感應定律1內(nèi)容:電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比對于n匝線圈有導線切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的大小E=BLvsin（是B與v之間的夾角）二、法拉第電磁感應定律1內(nèi)容:電路中感應電動勢的大小，跟穿過33ωoav如圖磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外，長L的金屬棒oa以o為軸在該平面內(nèi)以角速度ω逆時針勻速轉動。求金屬棒中的感應電動勢。2.轉動產(chǎn)生的感應電動勢⑴轉動軸與磁感線平行ωoav如圖磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙34⑵線圈的轉動軸與磁感線垂直如圖矩形線圈的長、寬分別為L1、L2,所圍面積為S,向右的勻強磁場的磁感應強度為B,線圈繞圖示的軸以角速度ω勻速轉動感應電動勢的最大值為E=nBωS⑵線圈的轉動軸與磁感線垂直如圖矩形線圈的長、寬分別為L1、L35例題2.如以下圖,矩形線圈由n=50匝導線組成,ab邊長L1=0.4m,bc邊長L2=0.2m,在B=0.1T的勻強磁場中,以兩短邊中點的連線為軸轉動,ω=50rad/s,求:(1)線圈從圖甲位置轉過180o過程中的平均電動勢(2)線圈從圖乙位置轉過30o時的瞬時電動勢abcdabcd甲乙例題2.如以下圖,矩形線圈由n=50匝導線組成,ab邊長L136例題2〔1〕解：根據(jù)法拉第電磁感應定律由得〔2〕線圈切割磁感線的感應電動勢例題2〔1〕解：根據(jù)法拉第電磁感應定律373.電磁感應中的能量守恒只要有感應電流產(chǎn)生，電磁感應現(xiàn)象中總伴隨著能量的轉化。電磁感應的題目往往與能量守恒的知識相結合。3.電磁感應中的能量守恒只要有感應電流產(chǎn)生，電磁感應現(xiàn)象中總38例題3.如以下圖，矩形線圈abcd質(zhì)量為m，寬為d，在豎直平面內(nèi)由靜止自由下落。其下方有如圖方向的勻強磁場，磁場上、下邊界水平，寬度也為d，線圈ab邊剛進入磁場就開場做勻速運動，那么在線圈穿越磁場的全過程，產(chǎn)生了多少電熱？例題3.如以下圖，矩形線圈abcd質(zhì)量為m，寬為d，在豎直平39解：根據(jù)能量守恒，在線圈通過磁場時，線圈的重力勢能完全轉化成電能：Q=2mgd解：根據(jù)能量守恒，在線圈通過磁場時，線圈的重力勢能完全轉化成404.電磁感應圖象電磁感應中常涉及磁感應強度B、磁通量φ、感應電動勢E和感應電流I隨時間t變化的圖象，即B-t圖象，Ф-t圖象，E-t圖象和I-t圖象。在圖象中，物理量的方向是通過正負值來反映的。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定律，有些圖象問題還要畫出等效電路來輔助分析4.電磁感應圖象電磁感應中常涉及磁感應強度B、磁通量φ、感應41例題4如以下圖，一個由導體做成的矩形線圈，以恒定速率v運動，從無場區(qū)進入勻強磁場區(qū)，然后出來，假設取逆時針方向為電流的正方向，那么圖中的哪一個圖線正確地表示回路中電流對時間的函數(shù)關系？〔〕ABCDIt0It0It0It0

C例題4如以下圖，一個由導體做成的矩形線圈，以恒定速率v運動，42例題5如以下圖，豎直平行導軌間距L=20cm，導軌頂端接有一電鍵S．導體捧ab與導軌接觸良好且無摩擦，ab的電阻R=0．4Ω，質(zhì)量m=10g，導軌的電阻不計，整個裝置處在與軌道平面垂直的勻強磁場中，磁感應強度B=1T．閉合電鍵，導體棒由靜止釋放，不計空氣阻力．設導軌足夠長．求ab棒的最大速度和最終速度的大小(g取10m／s2)三電磁感應中的動力學問題例題5如以下圖，豎直平行導軌間三電磁感應中的動力學問題43例題5解：開關閉合時對物體受力分析如以下圖：當F安=mg時，物體到達最大速度VmBIL=mg(1)I=(2)由以上兩式得Vm=1m/s以后物體做勻速運動，物體的最終速度為1m/sG例題5解：開關閉合時對物體受力分析如以下圖：G44解決這類問題的關鍵在于通過受力分析確定運動狀態(tài)來尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等.在對物體進展受力分析時，由于電磁感應現(xiàn)象，多了一個安培力的作用，這一點是不能無視的。

根本思路：確定電源〔畫等效電路〕(E,r)受力分析運動狀態(tài)的分析臨界狀態(tài)感應電流運動導體所受的安培力解決這類問題的關鍵在于通過受力分析確定運動狀態(tài)來尋找過程中的45如圖，A線圈接一靈敏電流計，B線框放在勻強磁場中，B線框的電阻不計，具有一定電阻的導體棒可沿線框無摩擦滑動，今用一恒力F向右拉CD由靜止開場運動，B線框足夠長，那么通過電流計中的電流方向和大小變化是()A.G中電流向上，強度逐漸增強B.G中電流向下，強度逐漸增強C.G中電流向上，強度逐漸減弱，最后為零D.G中電流向下，強度逐漸減弱，最后為零課堂練習D如圖，A線圈接一靈敏電流計，B線框放在勻強磁場中，B線框的電46如圖甲所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距L=0.20m,電阻R=1.0Ω,有一導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,整個裝置處于磁感強度B=0.50T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道面向下,現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿,使之做勻加速運動,測得力F與時間t的關系如圖乙所示,求桿的質(zhì)量m和加速度a.課堂練習如圖甲所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距L477.如以下圖是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，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，焊接在一起．我國生產(chǎn)的自行車車架就是用這種方法焊接的．試定性說明：為什么交變電流的頻率越高，焊接縫處放出的熱量越大？7.如以下圖是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流時，待焊48答案：交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的