专题十二 电磁感应及其综合问题.doc

幻灯片1 专题十二： 电磁感应及其综合问题 幻灯片2 （一）电磁感应规律高考动向及综合应用问题的特点 电磁感应是电磁学的核心内容，也是高中物理综合性最强的内容之一，高考每年必考。题型有选择和计算等，难度在中档左右，也经常会以压轴题出现。与力学知识联系紧密，涉及力和运动、动量、能量、电路、自感、电场、磁场等. （二）解决电磁感应规律综合应用问题的能力要求 养成进行受力分析、运动分析、动态分析、和功能分析的习惯. （三)电磁感应的综合考点主要集中在以下四个层面： 1、电磁感应中的力学综合问题 2、电磁感应中的电路综合问题 3、电磁感应中的能量转化与守恒应用问题 4、电磁感应中的图像问题 幻灯片3 电磁感应现象 自感现象 产生电磁感应现象的条件 感应电动势的大小 E=nΔΦ/Δt E=BLv 感应电流的方向 楞次定律 右手定则 应用牛顿第二定律，解决单杆或矩形框切割模型 应用动量守恒定律解决双杆切割模型 应用能的转化和守恒定律解决电磁感应问题 幻灯片4 法拉第电磁感应定律 1. 条件：磁通量变化 （1）磁感强度的变化 （2）线圈面积的变化 （3）线圈平面与磁场夹角的变化 2. 电磁感应现象中能的转化 电磁感应现象中，克服安培力做功，其它形式的能转化为电能。 3. 法拉第电磁感应定律 （1）决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢（即磁通量的变化率） （2）注意区分磁通量φ ，磁通量的变化量Δφ ，磁通量的变化率Δφ/Δt的不同 （3）定律内容： 感应电动势大小与穿过这一电路磁通量的变化率成正比 幻灯片5 二. 楞次定律 1. 阻碍原磁通的变化， 即“增反减同” 2. 阻碍（导体间的）相对运动， 即“来拒，去留” 3. 阻碍原电流的变化，（线圈中的电流不能突变） 解释自感现象。 解题的步骤： ⑴原磁场的方向 ⑵原磁通量变化情况 ⑶感应电流的磁场方向 ⑷感应电流的方向 ——安培定则 幻灯片6 三. 导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算： 方向：右手定则 1. 平动垂直切割： 2. 导体绕某一点转动切割： 3. 矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时产生交流电 从中性面计时 e = Em sin ωt 最大值 Em =NBSω 4.其他情况： 通过回路电量： 幻灯片7 四、自感现象 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感。在自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 ⑴通电瞬间，自感线圈处相当于开路。 ⑵断电瞬间， 自感线圈相当于电源。 ⑶电路稳定后，自感线圈相当于电阻。 五、涡流现象 在整块导体内部发生电磁感应而产生像水流漩涡一样的感应电流的现象 应用：电磁炉 防止：变压器铁损（铁芯结构） 幻灯片8 电磁感应中的力学问题 ①一根导体棒在水平导轨上滑动问题 模型1 水平导轨 F 棒ab长为L，质量为m，电阻为R；导轨光滑，电阻不计。 幻灯片9 实际问题 这一物理模型涉及哪些物理量? 哪些物理规律？ 感应电动势方向、大小 右手定则、E=BLV F、F安、V、a、S 牛二定律、左手定则 E、r、R、I、U： E=（R+r）I、U=IR Ek、W外、W安、Q焦、P电、P外、P安 能量守恒 幻灯片10 电磁感应中的力学问题 ①一根导体棒在水平导轨上滑动问题 模型1 水平导轨 F 棒ab长为L，质量为m，电阻为R；导轨光滑，电阻不计。 运动分析 幻灯片11 模型2 斜面导轨 变形：竖直导轨 棒ab长为L，质量为m，电阻为R；导轨光滑，电阻不计。 运动分析 幻灯片12 ②两根导体棒在导轨上滑动 模型3 m1=m2 ，R1=R2 ，L1=L2 ，轨道光滑。 运动分析 幻灯片13 例1、已知：AB、CD足够长，L，θ，B，R。金属棒ab垂直 于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为μ，质量为m，从 静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求 ab棒下滑的最大速度 幻灯片14 例2、如图B=0.2T，金属棒ab向右匀速运动，v=5m/s， L=40cm，电阻R=0.5Ω,其余电阻不计，摩擦也不计，试 求： ①感应电动势的大小 ②感应电流的大小和方向 ③使金属棒匀速运动所需的拉力 ④感应电流的功率 ⑤拉力的功率 幻灯片15 例4、L=0.4m，B=0.2T，ab、cd的Ff=0.2N，电阻均为 r=0.1Ω,导轨电阻不计，当ab杆受到水平向右的恒力 F=0.4N作用时ab杆以v1的速度向右做匀速直线