高考物理 第三章 电磁感应章末总结课件 新人教版选修11
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开
反映风速的大小．
第十九页，共19页。
所以 a＝F/2m. 答案 (1)FR/B2L2
(2)F/2m
第十页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
1．如图 4 所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能
本 学
使电流表指针偏转的是
案 栏
A．将磁铁插入螺丝管的过程中
目
开 B．磁铁放在螺丝管中不动时
(B )
C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
D．将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中 图4
第九页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区(1)设最大速度为 vm
E＝BLvm
I＝E/R＝BLvm/R
本 学
F 安＝BLI＝B2L2vm/R
案 栏
又因为 F＝F 安＝B2L2vm/R
目 开
所以 vm＝FR/B2L2
(2)当 v＝vm/2 时，F 安′＝F 安/2＝F/2
由牛顿第二定律得
F－F/2＝ma
二、交变电流的描述 【例 2】 如图 2 所示，两交变电流分别通过相同电阻 R.(1)
分别写出它们的有效值、周期和频率；(2)计算它们在 R 上
本
学 产生的功率之比．
案 栏 目 开
图2
第五页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区
解析 (1)题图甲为正弦交流电，其有效值 I1＝Im/ 2＝3.536
第六页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合区
三、法拉第电磁感应定律与牛顿第二定律的综合应用
解决电磁感应与力学综合类问题，必须明确两个关系：(1)
本 力和运动的关系；(2)电学量和力学量之间的关系．其关系
学
案 栏
简单表示如下：
目
开
第七页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区
【例 3】 如图 3 所示，光滑平行金属导轨放置在水平面内，
4．如图 6 所示电路中，S 是闭合的，此时流过线圈 L 的电 流为 i1，流过灯泡 A 的电流为 i2，且 i1>i2，在 t1 时刻将 S 断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是 ( )
本 学 案 栏 目 开
图6
第十六页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
解析 在 t1 时间内流过灯泡的电流为 i2，且方向为从左向
阻器、电池组连成回路．左边的铁芯上套有一个面积为
0.02 m2、电阻为 0.1 Ω 的金属环．铁芯的横截面积为 0.01 m2，
本
学 且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调
案
栏 节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀
目
开 增加 0.2 T，则从上向下看
()
第十三页，共19页。
为 2.0×10－3 V
第十四页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
解析 金属环中的原磁场方向竖直向下，由楞次定律，感
应电流的磁场向上，电流方向是逆时针方向；由法拉第电
本 学
磁感应定律，电动势大小 E＝ΔΔBt S 铁芯＝2.0×10－3 V，故 C
案
栏 项对．
目
开 答案 C
第十五页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
A，周期 T1＝0.4 s，频率 f1＝2.5 Hz；题图乙为方波交流电，
本 电流的大小不变，方向做周期性变化，由于热效应与电流
学
案 栏
方向无关，因而它的有效值 I2＝5 A，周期 T2＝0.4 s，频率
目 开
f2＝2.5 Hz.
(2)由公式 P＝I2R 得 P 甲∶P 乙＝1∶2.
答案 (1)甲图 3.536 A,0.4 s,2.5 Hz；乙图 5 A，0.4 s，2.5 Hz (2)1∶2
变大，磁场变强，线框中磁通量变大，有感应电流产生；
本 学
选项 B、D、F 线框中磁通量变小，有感应电流产生；选项
案 栏
C，线框中无磁通量变化，无感应电流产生；选项 E，画出
目
开 俯视图如图 b 所示，可见线框中的磁通量不变化，无感应
电流产生．
答案 ABDF
第四页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合区
右，当断开 S 时，i2 立即消失，但由于自感作用，线圈 L
本 学
产生
案
栏 自感电动势，与灯泡构成回路缓慢消失，此时流过灯泡的
目
开 电流从 i1 开始逐渐减小，方向自右向左，故 D 项自我(zìwǒ)·检测区
5．如图 7 所示是一种风速仪示意图，试回答下列问题：
本 学 案 栏 目 开
两导轨间距为 L.在导轨的左端接有阻值为 R 的电阻器，导
轨所在区域有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B.
本
学 现把质量为 m 的金属棒 ab 垂直搁置在两导轨上(棒的电阻
案
栏 目
不计)，对金属棒施加与导轨平行的水平恒力 F，求：
开 (1)金属棒能达到的最大速度 vm；
(2)当棒的速度达到v2m时的加速度．
图7 (1)有水平风吹来时磁体如何转动(自上往下看)? (2)根据电磁学的有关规律，简述用该装置测定风速大小的 原理．
第十八页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
本 答案 (1)逆时针转动 (2)风吹动塑料杯转动，带动磁体转
学
案 动，引起线圈磁通量周期性的变化，从而使线圈中的电流
栏
目 发生周期性变化，而电流的大小反映线圈转动的速度，亦
图5
自我(zìwǒ)·检测区
A．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小
为 4.0×10－3 V
本 B．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小
学
案
为 4.0×10－3 V
栏
目 C．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小
开
为 2.0×10－3 V
D．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小
图3
第八页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区
解析 金属棒运动后的受力如图所示，开始
阶段，棒在恒力 F 和安培力的共同作用下向
本 右加速运动，速度逐渐增大，电流逐渐增大，
学
案 栏
安培力逐渐增大，而加速度将逐渐减小，当
目 开
加速度减为零时，速度不再增加而达到最大，安培力也将
保持不变，之后棒做匀速运动．
第十一页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
2．将交流电压经变压器后给用电器供电，下列操作中能增
本 大原线圈的电流的方法是
学
案 A．增大原线圈的匝数
栏
目 B．增大副线圈的匝数
开
C．增大原、副线圈的匝数
(B )
D．增大用电器的电阻
第十二页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
3. 如图 5 所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变
栏 产生感应电流的是________．
目 开
A．导线中电流变大
B．线框向右平动
C．线框向下平动
D．线框以 ad 边为轴转动
E．线框以直导线为轴转动
图1
F．线框以 bc 边为轴转 90°
第三页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区
解析 通电直导线的磁场分布如图 a，距导线距离相等的点
磁感应强度相等，离导线越远，磁场越弱，选项 A 中电流
本
学
案
栏 目
学案 10 章末总结
开
第一页，共19页。
网络(wǎngluò)·构建 区
本 学 案 栏 目 开
第二页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区
一、产生感应电流的条件
【例 1】 如图 1 所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，
本
学 有一矩形线框与导线处于同一平面内，在下列情况中线框
案
反映风速的大小．
第十九页，共19页。
所以 a＝F/2m. 答案 (1)FR/B2L2
(2)F/2m
第十页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
1．如图 4 所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能
本 学
使电流表指针偏转的是
案 栏
A．将磁铁插入螺丝管的过程中
目
开 B．磁铁放在螺丝管中不动时
(B )
C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
D．将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中 图4
第九页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区(1)设最大速度为 vm
E＝BLvm
I＝E/R＝BLvm/R
本 学
F 安＝BLI＝B2L2vm/R
案 栏
又因为 F＝F 安＝B2L2vm/R
目 开
所以 vm＝FR/B2L2
(2)当 v＝vm/2 时，F 安′＝F 安/2＝F/2
由牛顿第二定律得
F－F/2＝ma
二、交变电流的描述 【例 2】 如图 2 所示，两交变电流分别通过相同电阻 R.(1)
分别写出它们的有效值、周期和频率；(2)计算它们在 R 上
本
学 产生的功率之比．
案 栏 目 开
图2
第五页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区
解析 (1)题图甲为正弦交流电，其有效值 I1＝Im/ 2＝3.536
第六页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合区
三、法拉第电磁感应定律与牛顿第二定律的综合应用
解决电磁感应与力学综合类问题，必须明确两个关系：(1)
本 力和运动的关系；(2)电学量和力学量之间的关系．其关系
学
案 栏
简单表示如下：
目
开
第七页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区
【例 3】 如图 3 所示，光滑平行金属导轨放置在水平面内，
4．如图 6 所示电路中，S 是闭合的，此时流过线圈 L 的电 流为 i1，流过灯泡 A 的电流为 i2，且 i1>i2，在 t1 时刻将 S 断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是 ( )
本 学 案 栏 目 开
图6
第十六页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
解析 在 t1 时间内流过灯泡的电流为 i2，且方向为从左向
阻器、电池组连成回路．左边的铁芯上套有一个面积为
0.02 m2、电阻为 0.1 Ω 的金属环．铁芯的横截面积为 0.01 m2，
本
学 且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调
案
栏 节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀
目
开 增加 0.2 T，则从上向下看
()
第十三页，共19页。
为 2.0×10－3 V
第十四页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
解析 金属环中的原磁场方向竖直向下，由楞次定律，感
应电流的磁场向上，电流方向是逆时针方向；由法拉第电
本 学
磁感应定律，电动势大小 E＝ΔΔBt S 铁芯＝2.0×10－3 V，故 C
案
栏 项对．
目
开 答案 C
第十五页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
A，周期 T1＝0.4 s，频率 f1＝2.5 Hz；题图乙为方波交流电，
本 电流的大小不变，方向做周期性变化，由于热效应与电流
学
案 栏
方向无关，因而它的有效值 I2＝5 A，周期 T2＝0.4 s，频率
目 开
f2＝2.5 Hz.
(2)由公式 P＝I2R 得 P 甲∶P 乙＝1∶2.
答案 (1)甲图 3.536 A,0.4 s,2.5 Hz；乙图 5 A，0.4 s，2.5 Hz (2)1∶2
变大，磁场变强，线框中磁通量变大，有感应电流产生；
本 学
选项 B、D、F 线框中磁通量变小，有感应电流产生；选项
案 栏
C，线框中无磁通量变化，无感应电流产生；选项 E，画出
目
开 俯视图如图 b 所示，可见线框中的磁通量不变化，无感应
电流产生．
答案 ABDF
第四页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合区
右，当断开 S 时，i2 立即消失，但由于自感作用，线圈 L
本 学
产生
案
栏 自感电动势，与灯泡构成回路缓慢消失，此时流过灯泡的
目
开 电流从 i1 开始逐渐减小，方向自右向左，故 D 项自我(zìwǒ)·检测区
5．如图 7 所示是一种风速仪示意图，试回答下列问题：
本 学 案 栏 目 开
两导轨间距为 L.在导轨的左端接有阻值为 R 的电阻器，导
轨所在区域有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B.
本
学 现把质量为 m 的金属棒 ab 垂直搁置在两导轨上(棒的电阻
案
栏 目
不计)，对金属棒施加与导轨平行的水平恒力 F，求：
开 (1)金属棒能达到的最大速度 vm；
(2)当棒的速度达到v2m时的加速度．
图7 (1)有水平风吹来时磁体如何转动(自上往下看)? (2)根据电磁学的有关规律，简述用该装置测定风速大小的 原理．
第十八页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
本 答案 (1)逆时针转动 (2)风吹动塑料杯转动，带动磁体转
学
案 动，引起线圈磁通量周期性的变化，从而使线圈中的电流
栏
目 发生周期性变化，而电流的大小反映线圈转动的速度，亦
图5
自我(zìwǒ)·检测区
A．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小
为 4.0×10－3 V
本 B．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小
学
案
为 4.0×10－3 V
栏
目 C．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小
开
为 2.0×10－3 V
D．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小
图3
第八页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区
解析 金属棒运动后的受力如图所示，开始
阶段，棒在恒力 F 和安培力的共同作用下向
本 右加速运动，速度逐渐增大，电流逐渐增大，
学
案 栏
安培力逐渐增大，而加速度将逐渐减小，当
目 开
加速度减为零时，速度不再增加而达到最大，安培力也将
保持不变，之后棒做匀速运动．
第十一页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
2．将交流电压经变压器后给用电器供电，下列操作中能增
本 大原线圈的电流的方法是
学
案 A．增大原线圈的匝数
栏
目 B．增大副线圈的匝数
开
C．增大原、副线圈的匝数
(B )
D．增大用电器的电阻
第十二页，共19页。
自我(zìwǒ)·检测区
3. 如图 5 所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变
栏 产生感应电流的是________．
目 开
A．导线中电流变大
B．线框向右平动
C．线框向下平动
D．线框以 ad 边为轴转动
E．线框以直导线为轴转动
图1
F．线框以 bc 边为轴转 90°
第三页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区
解析 通电直导线的磁场分布如图 a，距导线距离相等的点
磁感应强度相等，离导线越远，磁场越弱，选项 A 中电流
本
学
案
栏 目
学案 10 章末总结
开
第一页，共19页。
网络(wǎngluò)·构建 区
本 学 案 栏 目 开
第二页，共19页。
专题(zhuāntí)·整合 区
一、产生感应电流的条件
【例 1】 如图 1 所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，
本
学 有一矩形线框与导线处于同一平面内，在下列情况中线框
案