鲁科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应及其应用 本章整合 (3).ppt

第2章本章整合

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知识网络·体系构建

专题突破·归纳整合

专题一楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用比较项目适用场合楞次定律回路中磁通量变化产生感应电流时,原磁场方向、感应电流磁场方向的关系右手定则导体切割磁感线时速度方向、磁场方向、感应电流方向的关系左手定则通电导线在磁场中所受的安培力方向、电流方向、磁场方向的关系安培定则通电导线、圆环产生磁场时,磁场方向、电流方向关系

典例1(多选)如图所示装置中,cd杆光滑且原来静止。当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)()A.向右做匀速运动 B.向右做加速运动C.向左做加速运动 D.向左做减速运动BD

解析ab杆向右做匀速运动,在ab杆中产生恒定的电流,该电流在线圈L1中产生恒定的磁场,在L2中不产生感应电流,所以cd杆不动,故A错误;ab杆向右加速运动,根据右手定则,知在ab杆上产生增大的由a到b的电流,根据安培定则,在L1中产生方向向上且增强的磁场,该磁场向下通过L2,由楞次定律,在cd杆上产生c到d的感应电流,根据左手定则,cd杆受到向右的安培力,cd杆将向右运动,故B正确;同理可得C错误,D正确。

方法技巧几个规律的应用中,要抓住各个对应的因果关系(1)因变而生电(ΔΦ→L)→楞次定律;(2)因动而生电(v、B→I)→右手定则;(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则;(4)因电而生磁(I→B)→安培定则。

针对训练1如图所示,线圈M与电源E、开关S、滑动变阻器R相连,线圈N与电流计G相连,线圈M与线圈N绕在同一铁芯上。已知电流计G的指针向电流流入一侧偏转,则下列操作可以使电流计G的指针向“+”接线柱偏转的是()A.闭合开关S瞬间B.保持S断开,将滑动变阻器R的滑片向右移C.保持S闭合,将滑动变阻器R的滑片向右移D.保持S闭合,将滑动变阻器R的滑片向左移C

解析由安培定则知,闭合开关S瞬间,线圈M在其内部产生向左的磁通量,则通过线圈N的磁通量向左增加,由楞次定律知感应电流磁场向右,通过电流计的电流为从左到右,则电流计指针向“-”接线柱偏转,故A错误;保持S断开,则线圈M中没有电流,没有磁通量通过铁芯,电流计不偏转,故B错误;保持S闭合,将滑动变阻器R的滑片向右移,R接入电路的电阻增大,通过线圈M的电流减小,铁芯中向左的磁通量减小,由“增反减同”知线圈N中感应磁场方向向左,则通过电流计的电流为从右到左,电流计指针向“+”接线柱偏转,故C正确;由C中分析可知,R的滑片向左移,出现的现象与C完全相反,结果电流计指针会向“-”接线柱偏转,故D错误。

专题二电磁感应中的电路问题1.对电源的理解(1)在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,如切割磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线圈等,这种电源将其他形式的能转化为电能。(2)判断感应电流和感应电动势的方向,都是利用相当于电源的部分根据右手定则或楞次定律判定的。实际问题中应注意外电路电流由高电势处流向低电势处,而内电路则相反。

2.对电路的理解(1)内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈,外电路由电阻、电容等电学元件组成。(2)在闭合电路中,相当于“电源”的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样,等于路端电压,而不等于感应电动势。

3.解决电磁感应中的电路问题的基本思路(1)明确哪部分导体或电路产生感应电动势,该导体或电路就是电源,其他部分是外电路。(2)用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小,用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向。(3)分清内外电路,画出等效电路图。(4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、焦耳热等公式联立求解。

典例2如图所示,MN、PQ为平行光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计),MN、PQ相距L=50cm,导体棒AB在两轨道间的电阻为r=1Ω,且可以在MN、PQ上滑动,定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,整个装置放在磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于整个导轨平面,现用外力F拉着AB棒向右以v=5m/s的速度做匀速直线运动。求:(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向;(2)导体棒AB两端的电压UAB。

解析(1)导体棒AB产生的感应电动势E=BLv=2.5V由右手定则知,AB棒上的感应电流方向向上,即沿B→A方向。

方法技巧导体棒在匀强磁场中运动的变与不变(1)外电阻的变与不变:若外电路由无阻导线和定值电阻构成,导体棒运动过程中外电阻不变;若外电路由考虑电阻的导线组成,导体棒运动过程中外电阻改变。(2)内电阻与电动势的变与不变:切割磁感线的有效长度不变,则内电阻与电动势均不变;反之,发生变化。处理电