高中物理人教版选修3-2课件：第四章章末整合提升.pptx

电磁感应专题一　楞次定律的理解和应用1.楞次定律解决的是感应电流的方向问题,它涉及两个磁场——感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场),前者和后者的关系不是“同向”和“反向”的简单关系,而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。2.对“阻碍”意义的理解:(1)阻碍原磁场的变化。“阻碍”不是阻止,而是“延缓”,感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化,只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了,原磁场的变化趋势不会改变,不会发生逆转。(2)阻碍的是原磁场的变化,而不是原磁场本身,如果原磁场不变化,即使它再强,也不会产生感应电流。(3)阻碍不是相反,当原磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场同向,以阻碍其减小;当磁铁远离导体运动时,导体运动方向将和磁铁运动同向,以阻碍其相对运动。(4)由于“阻碍”,为了维持原磁场的变化,必须有外力克服这一“阻碍”而做功,从而导致其他形式的能转化为电能,因而楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现。3.运用楞次定律处理问题的思路。(1)判定感应电流方向问题的思路:运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可以总结为“一原、二感、三电流”。①明确原磁场:弄清原磁场的方向以及磁通量的变化情况。②确定感应磁场:即根据楞次定律中的“阻碍”原则,结合原磁场磁通量变化情况,确定出感应电流产生的感应磁场的方向。③判定电流方向:即根据感应磁场的方向,运用安培定则判断出感应电流方向。(2)判断闭合电路(或电路中可动部分导体)相对运动类问题的分析策略:在电磁感应问题中,有一类综合性较强的分析判断类问题,主要是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流,而此电流又处于磁场中,受到安培力作用,从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动。【例1】 (多选题)在光滑水平面上固定一个通电线圈,如图所示,一铝块正由左向右滑动穿过线圈,不考虑任何摩擦,那么下面正确的判断是(　)A.接近线圈时做加速运动,离开时做减速运动B.接近和离开线圈时都做减速运动C.一直在做匀速运动D.在线圈中运动时是匀速的答案:BD解析:当铝块接近或离开通电线圈时,由于穿过铝块的磁通量发生变化,所以在铝块内要产生感应电流。产生感应电流的原因是它接近或离开通电线圈,产生感应电流的效果是要阻碍它接近或离开通电线圈,所以在它接近或离开时都要做减速运动,所以A、C错误,B正确。由于通电线圈内是匀强磁场,所以铝块在通电线圈内运动时无感应电流产生,故做匀速运动,D正确。迁移训练1 如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是(　)A.向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D.环在磁场中运动时,就已经有感应电流了点拨:将环拉出时,穿过圆环的磁通量减少,由楞次定律即可判断出感应电流的方向。答案:B解析:将金属圆环不管从哪边拉出磁场,穿过闭合圆环的磁通量都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,应用安培定则可以判断出感应电流的方向是沿顺时针方向的,选项B正确,选项A、C错误;另外,圆环在磁场中运动时,穿过圆环的磁通量没有改变,该情况无感应电流,故选项D错误。专题二　电磁感应中的力学问题1.导体中的感应电流在磁场中将受到安培力作用,所以电磁感应问题常常与力学问题联系在一起,处理此类问题的基本方法如下:(1)由法拉第电磁感应定律求感应电动势的大小,由楞次定律求感应电动势的方向。(2)求回路中感应电流的大小和方向。(3)分析研究导体受力情况(包括安培力)。(4)列动力学方程或平衡方程求解。2.对于电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的力学问题,关键要抓好受力情况和运动情况的动态分析,过程如下:导体受力运动→产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化当加速度等于零时,导体做匀速直线运动。导体匀速直线运动时,受力平衡,应根据平衡条件列式分析平衡态;导体做匀速直线运动之前,往往做变加速运动,处于非平衡态,应根据牛顿第二定律或结合功能关系进行分析。【例2】 U形金属导轨abcd原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上,范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面,一根与bc等长的金属棒PQ平行bc放在导轨上,棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e、f。已知磁感应强度B=0.8 T,导轨质量M=2 kg,其中bc段长0.5 m、电阻r=0.4 Ω,其余部分电阻不计,金属棒PQ质量m=0.6 kg、电阻R=0.2 Ω、与导轨间的动摩擦因数μ=0.2。若向导轨施加方向向左、大小为F=2 N的水平拉力,如图所示。求导轨的最大加速度、最大