秋高中物理选修32沪科版课件14电磁感应的案例分析共30张PPT[可修改版ppt]
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沪科版高中物理选修(3-2)第1章《法拉第电磁感应定律的应用》ppt课件
ΔΦ 一、E＝n 和 E＝Blv 的选用技巧 Δt
例 1 如图 1 甲所示， 固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨， 间距 d＝0.5 m． 右 端接一阻值为 4 Ω 的小灯泡 L，在 CDEF 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场， 磁感应强度 B 按如图乙所示规律变化．CF 长为 2 m．在 t＝0 时，金属棒从图中 位置由静止在恒力 F 作用下向右运动到 EF 位置，整个过程中，小灯泡亮度始 终不变．已知 ab 金属棒接在导轨间部分的电阻为 1 Ω，求：
图1 (1)通过小灯泡的电流； (2)恒力 F 的大小； (3)金属棒的质量．
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解析 (1)金属棒未进入磁场时，电路总电阻 R 总＝RL＋Rab＝5 Ω ΔΦ ΔB 回路中感应电动势为：E1＝ ＝ S＝0.5 V Δt Δt 灯泡中的电流强度为：IL＝ E1 ＝0.1 A R总 (2)因灯泡亮度不变，故在 t＝4 s 末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属
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例2
如图 2 所示，导轨 OM 和 ON 都在纸面内，导体 AB 可在导轨上
无摩擦滑动，若 AB 以 5 m/s 的速度从 O 点开始沿导轨匀速右滑，导 体与导轨都足够长，它们每米长度的电阻都是 0.2 Ω，磁场的磁感应 强度为 0.2 T．问： (2)3 s 内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少？ 图2
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二、电磁感应中的电荷量问题 电磁感应现象中通过闭合电路某截面的电荷量 q＝ I Δt，而 I ＝ ΔΦ ＝n ， R ΔtR E
ΔΦ 则 q＝n ，所以 q 只和线圈匝数、磁通量的变化量及总电阻有关，与完成该 R 过程所用的时间无关． 注意：求解电路中通过的电荷量时，一定要用平均电动势和平均电流计算．
沪科版高中物理选修(3-2)第1章《电磁感应-划时代的发现》ppt课件
变化
实验 3
闭合电路中磁感应强度 B④ 变化 ，闭 合电路的面积 S⑤
不变
总结 实验 1 是通过导体相对磁场运动改变磁通量； 实验 2 是磁体即磁场运动改变磁通量； 实验 3 通过改变电流从而改变磁场强弱，进而改变磁通量，所以可以将产生感应电流的条 件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流 ”.
(3)B 与 S 不垂直时： Φ＝BS⊥， S⊥为平面在垂直磁场方向上的 投影面 积，在应用时可将 S 投影到与 B 垂直 的方向上，如图 2 所示 Φ＝
BSsinθ .
(4)磁通量与线圈的匝数 无关 . 图2
5
2.磁通量的变化量 ΔΦ (1)当 B 不变，有效面积 S 变化时，ΔΦ＝ B·ΔS (2)当 B 变化，S 不变时，ΔΦ＝ (3)B 和 S 同时变化，则 ΔΦ＝ .
8
[要点提炼]
1.产生感应电流的条件：穿过 闭合 电路的 磁通量 发生变化. 2.特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做 切割磁感线 运动.在利用“切割”来讨论和判 断有无感应电流时，应该注意： (1)导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割.如图 6 所示，甲、乙两 图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线.
答案 (1)BSsin θ －BScos θ (2)－BS(cos θ＋sin θ)
二、产生感应电流的分析判断及实验探究
例2
如图 8 所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面
垂直.导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒 ab、cd，与导轨接触良好.这两 条金属棒 ab、cd 的运动速度分别是 v1、v2，且井字形回路中有感应电流通过， 则可能 A.v1＞v2 B.v1＜v2 C.v1＝v2 D.无法确定 ( AB )
物理选修3-2 电磁感应现象ppt
图C
图D
(3)某面积内有不同方向的磁场时，分别计算不同方
向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，
反方向的磁通量为负，求其代数和．如图 D 所示，ΔΦ
＝|Φ1－Φ2|.
特别说明：(1)线圈为多匝时，匝数不影响磁通量的 计算，即 Φ≠nBS，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝 数影响．
(2)磁通量的意义可以用磁感线形象地说明：磁通量 所表示的就是穿过磁场中某一面积的磁感线的条数．若某 一平面内的磁感线既有穿入的，又有穿出的，则穿过该面 的合磁通量为净磁感线的条数.
180°时，磁通量 Φ2＝－BS，线圈从图示转过 180°的过程，
磁通量的变化量大小为 ΔΦ＝2BS.
答案：BS 2BS
拓展二 感应电流有无的判断
1．有磁通量穿过线圈就一定有感应电流吗？ 提示：有磁通量但磁通量不变时，无感应电流． 2．导体切割磁感线一定会产生感应电流吗？ 提示：导体切割磁感线时，磁通量不一定变化，不一 定有感应电流．
第一章 电磁感应
第一节 电磁感应现象 第二节 产生感应电流的条件
知识点一 “电生磁”和“磁生电”
提炼知识 1．电流的磁效应——“电生磁”． 1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小 磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应．
2．电磁感应现象——“磁生电”． (1)1831 年，英国物理学家法拉第发现了“磁生电” 的现象，这种现象叫作电磁感应现象，产生的电流叫作感 应电流． (2)法拉第把引起电流的原因概括为五类：①变化的 电流，②变化的磁场，③运动的恒定电流，④运动的磁铁， ⑤在磁场中运动的导体．更概括地说，如果所研究的电路 中磁通量发生变化，在这个电路中就会发生电磁感应．
圆形磁＝场0(当区2答.8)磁域原×案场的图3：.1方半中见4×向径线解(转相圈5析×过等平1，面03－0而与3°)角2磁×B时线场(1，－圈方磁0半向.场8径垂6方6为直)向W，与b 线圈平面之间 2.0 c的m，＝夹大8若角.4于用为×圆公1θ02形式＝－6磁W6Φ0场b＝°. 区BS域si的n θ半求径磁，通但量穿，过此时 θ1＝90°. A、B 线答圈案当对的：磁线磁见场圈感解方C线析：向的设转条过C数线3相0圈°等角的，时半因，径此磁为在场r求方，通向过与线B 圈线平圈面中之间
高级中学沪科版高中物理选修32 1.4电磁感应的案例分析(一)——电磁感应涉及电路问题分析思路 课件
∴ I感＝E感/Rab＝0.8/0.5A＝1.6A。
（2）感应电功率P感＝EI感 ＝0.8×1.6W＝1.28W。
导体受力平衡，外力等于安培力。则P外＝F安v＝BI感Lv＝ 0.4×1.6×0.4×5W＝1.28 W。
总结：机械功率与电功率的关系为：Fv=E感I感
5、如图所示，固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，边
两点间电阻和导轨电阻不计。金属棒在垂直于棒和 磁场方向的恒力F的作用下，以10m/s速度从ab运动 到a1b1，移动的距离是0.5m。 （1）求金属棒上产生的感应电动势的大小和方向。 （2）求施加在金属棒上的外力大小和方向。 （3）分析金属棒运动过程中能量的转化情况。
a
a1
F v
b
b1
电磁感应涉及电路问题分析思路
• 8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就 都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。下午1时20分 22秒下午1时20分13:20:2221.11.19
电磁感应现象中的力与运动
P总＝E感 I感 I（2 R r） E反 I PQ P机械
（4）能量的转化和守恒定律
课堂练习
4、如图所示，匀强磁场B＝0.4T，导体ab长L＝40cm， 以v＝5m/s的速度匀速向右运动，框架电阻不计，Rab＝0.5Ω。 求：
（1）导体向右匀速运动时，产生的感应电流多大？ （2）感应电流电功率多大？外力功率多大？ 解：（1）导体向右匀速运动时， E感＝BLv＝0.4×0.4×5 V＝0.8V。
1.4电磁感应的案例分析(一)
----电磁感应涉及电路问题分析思路
（2）感应电功率P感＝EI感 ＝0.8×1.6W＝1.28W。
导体受力平衡，外力等于安培力。则P外＝F安v＝BI感Lv＝ 0.4×1.6×0.4×5W＝1.28 W。
总结：机械功率与电功率的关系为：Fv=E感I感
5、如图所示，固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，边
两点间电阻和导轨电阻不计。金属棒在垂直于棒和 磁场方向的恒力F的作用下，以10m/s速度从ab运动 到a1b1，移动的距离是0.5m。 （1）求金属棒上产生的感应电动势的大小和方向。 （2）求施加在金属棒上的外力大小和方向。 （3）分析金属棒运动过程中能量的转化情况。
a
a1
F v
b
b1
电磁感应涉及电路问题分析思路
• 8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就 都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。下午1时20分 22秒下午1时20分13:20:2221.11.19
电磁感应现象中的力与运动
P总＝E感 I感 I（2 R r） E反 I PQ P机械
（4）能量的转化和守恒定律
课堂练习
4、如图所示，匀强磁场B＝0.4T，导体ab长L＝40cm， 以v＝5m/s的速度匀速向右运动，框架电阻不计，Rab＝0.5Ω。 求：
（1）导体向右匀速运动时，产生的感应电流多大？ （2）感应电流电功率多大？外力功率多大？ 解：（1）导体向右匀速运动时， E感＝BLv＝0.4×0.4×5 V＝0.8V。
1.4电磁感应的案例分析(一)
----电磁感应涉及电路问题分析思路
沪教版高中物理选修3-2全册课件【完整版】
四、磁通量 1、定义：穿过闭合回路 的磁感线的条数。
φ= B S
2、理解：
两个闭合电路的面 积相同，但穿过它 们的磁通量不同。
探究一分析
探究二 分析
归纳总结
结论：只要穿过闭合电路的磁通量 变化，闭合电路中就有感应电流产生。
探究感应电流的方向
电磁感应现象
观察实验并思考:
S
（1）为什么线圈中会有电流？
沪教版高中选修3-2
物理
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电磁感应---划时代的发现
奥斯特实验：揭示了电流的磁效应
突破：电与磁是有联系的!
奥斯特实验 【实验现象 】 ？【实验结论 】 ？
猜想： 1、既然电能生磁，那么，磁是否能生电呢？ 2、如果磁能生电，那么，怎样才能实现呢？
1、奥斯特梦圆“电生磁” 2、法拉第心系“磁生电”
一、法拉第发现电磁感应的艰难历程
奥斯特在1820年发现的电流磁效应,使整 个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与 磁现象是有联系的。
1821年，英国《哲学年鉴》要写一篇综述 电流磁效应发现以来电磁发展的文章。法拉第 在收集资料的过程中，对电磁学产生了浓厚的 兴趣，经过法拉第不懈的努力，导致了划时代 的发现——电磁效应。
十年磨一剑。法拉第终于找到了开启 电能宝库的“金钥匙”；“把磁能转变 为电”不是一种稳态效应，而是一种在 变化、运动过程中才能出现的效应。
法拉第把这种由磁得到电的现象叫做 电磁感应现象。在电磁感应现象中产生的 电流叫做感应电流
二、电磁感应的产生条件
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割 磁感线运动时，导体中就产生感应电流。
感应电流 与感应电流 产生的磁 的磁场方向 场方向 的关系
N朝下 插 向下 增加 c-d 向上 反向
沪科版高中物理选修(3-2)第1章《电磁感应的案例分析》ppt课件
高中物理· 选修3-2· 沪科版
第1章 电磁感应与现代生活
学案6 电磁感应的案例分析
1
知道什么是反电动势，理解反电动势的作用.
2
掌握电磁感应现象中电路问题的分析方法和解题基本思路.
3
综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中 的图像问题.
学习目标
知识储备
学习探究
自我检测
1. 2.
E＝U 内＋U 外 楞次定律
解析 (1)等效电路如图所示.
MN 中的电动势 E1＝ B· 2r· v0＝0.8 V
E1 MN 中的电流 I＝ ＝0.8 A R0/2
图2
I 流过灯 L1 的电流 I1＝ ＝0.4 A 2
学习目标
知识储备
学习探究
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例2
如图 2 所示，有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度 B＝0.2 T，磁场方向垂直纸
面向里.在磁场中有一半径 r＝0.4 m 的金属圆环，磁场与圆环面垂直，圆环上分别接有灯 L1、L2，两灯的电阻均为 R0＝2 Ω.一金属棒 MN 与圆环接触良好，棒与圆环的电阻均忽 略不计. ΔB 4 (2)撤去金属棒 MN，若此时磁场随时间均匀变化，磁感应强度的变化率为 ＝ T/s， Δt π 求回路中的电动势和灯 L1 的电功率.
未接入电路 BLv
ΔΦ n Δt
右手定则
1．切割磁感线
相反
2． IU－IE 反＝I2R
学习目标
知识储备
学习探究
自我检测
一、电磁感应中的电路问题
在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势.若回 路闭合，则产生感应电流，所以电磁感应问题常与电路知识综合考查.
解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是： (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，用楞次定律确定感应电动势的方向. (3)画等效电路图.分清内外电路，画出等效电路图是解决此类问题的关键. (4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解.
第1章 电磁感应与现代生活
学案6 电磁感应的案例分析
1
知道什么是反电动势，理解反电动势的作用.
2
掌握电磁感应现象中电路问题的分析方法和解题基本思路.
3
综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中 的图像问题.
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1. 2.
E＝U 内＋U 外 楞次定律
解析 (1)等效电路如图所示.
MN 中的电动势 E1＝ B· 2r· v0＝0.8 V
E1 MN 中的电流 I＝ ＝0.8 A R0/2
图2
I 流过灯 L1 的电流 I1＝ ＝0.4 A 2
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例2
如图 2 所示，有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度 B＝0.2 T，磁场方向垂直纸
面向里.在磁场中有一半径 r＝0.4 m 的金属圆环，磁场与圆环面垂直，圆环上分别接有灯 L1、L2，两灯的电阻均为 R0＝2 Ω.一金属棒 MN 与圆环接触良好，棒与圆环的电阻均忽 略不计. ΔB 4 (2)撤去金属棒 MN，若此时磁场随时间均匀变化，磁感应强度的变化率为 ＝ T/s， Δt π 求回路中的电动势和灯 L1 的电功率.
未接入电路 BLv
ΔΦ n Δt
右手定则
1．切割磁感线
相反
2． IU－IE 反＝I2R
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一、电磁感应中的电路问题
在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势.若回 路闭合，则产生感应电流，所以电磁感应问题常与电路知识综合考查.
解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是： (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，用楞次定律确定感应电动势的方向. (3)画等效电路图.分清内外电路，画出等效电路图是解决此类问题的关键. (4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解.
高二物理选修3《电磁感应》ppt
A
上一张
下一张
பைடு நூலகம்
三、感应电流的方向:右手定则及楞次定律
1.用右手定则确定感应电流的方向
(1)大拇指的方向是导体相对磁场的切割磁感线的运动方向，即有可能是导体运动而磁场未动，也可能是导体未动而磁场运动． (2)四指表示电流方向，对切割磁感线的导体而言也就是感应电动势的方向，切割磁感线的导体相当于电源，在电源内部电流从电势低的负极流向电势高的正极． (3)右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者的相互垂直关系．
上一张
下一张
几种情况的感应电动势的计算： 1．对n匝线框构成的回路由于磁感应强度的变化产生的感应电动势 (1)当线圈平面与磁场方向垂直时感应电动势的大小 (2)当线圈平面与磁场方向夹角为θ时感应电动势的大小 上一张 下一张
2．导体在磁场中运动产生的感应电动势
02
(2)导线的切割方向与磁场方向成θ角:
A
上一张
下一张
1
2
3
”
【解析】此题可用几种方法判断，可以用右手定则来确定，线圈整体在磁场中做平行切割磁感线时，无感应电流，但有感应电动势.当其某一边出磁场时其对边则以切割磁感线的形式出现，用右手定则可一一判定两种情况下框中的感应电流方向是相同的.用楞次定律也可以，判断通过线圈中的磁通以及其方向，再判断磁通是否发生了变化，得以判断线圈中是否有感应电流以及感应电流的方向.
上一张
下一张
例5. 如图所示，在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90°的过程中，放在导轨右端附近的金属棒ab将如何移动？
解：无论条形磁铁的哪个极为N极，也无论是顺时针转动还是逆时针转动，在转动90°过程中，穿过闭合电路的磁通量总是增大的（条形磁铁内、外的磁感线条数相同但方向相反，在线框所围面积内的总磁通量和磁铁内部的磁感线方向相同且增大。而该位置闭合电路所围面积越大，总磁通量越小，所以为阻碍磁通量增大金属棒ab将向右移动。
上一张
下一张
பைடு நூலகம்
三、感应电流的方向:右手定则及楞次定律
1.用右手定则确定感应电流的方向
(1)大拇指的方向是导体相对磁场的切割磁感线的运动方向，即有可能是导体运动而磁场未动，也可能是导体未动而磁场运动． (2)四指表示电流方向，对切割磁感线的导体而言也就是感应电动势的方向，切割磁感线的导体相当于电源，在电源内部电流从电势低的负极流向电势高的正极． (3)右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者的相互垂直关系．
上一张
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几种情况的感应电动势的计算： 1．对n匝线框构成的回路由于磁感应强度的变化产生的感应电动势 (1)当线圈平面与磁场方向垂直时感应电动势的大小 (2)当线圈平面与磁场方向夹角为θ时感应电动势的大小 上一张 下一张
2．导体在磁场中运动产生的感应电动势
02
(2)导线的切割方向与磁场方向成θ角:
A
上一张
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1
2
3
”
【解析】此题可用几种方法判断，可以用右手定则来确定，线圈整体在磁场中做平行切割磁感线时，无感应电流，但有感应电动势.当其某一边出磁场时其对边则以切割磁感线的形式出现，用右手定则可一一判定两种情况下框中的感应电流方向是相同的.用楞次定律也可以，判断通过线圈中的磁通以及其方向，再判断磁通是否发生了变化，得以判断线圈中是否有感应电流以及感应电流的方向.
上一张
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例5. 如图所示，在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90°的过程中，放在导轨右端附近的金属棒ab将如何移动？
解：无论条形磁铁的哪个极为N极，也无论是顺时针转动还是逆时针转动，在转动90°过程中，穿过闭合电路的磁通量总是增大的（条形磁铁内、外的磁感线条数相同但方向相反，在线框所围面积内的总磁通量和磁铁内部的磁感线方向相同且增大。而该位置闭合电路所围面积越大，总磁通量越小，所以为阻碍磁通量增大金属棒ab将向右移动。
2020版高中物理沪科选修3-2课件：1.4 电磁感应的案例分析
【核心归纳】 焦耳热的计算技巧
(1)电路中感应电流恒定,则电阻产生的焦耳热等于电 流通过电阻做的功,即Q=I2Rt。 (2)电路中感应电流变化,可用以下方法分析: ①利用动能定理,根据产生的焦耳热等于克服安培力做 的功,即Q=W安。
②利用能量守恒,即感应电流产生的焦耳热等于电磁感 应现象中其他形式能量的减少,即Q=ΔE其他。
【生活链接】 电动机工作时,通过电动机的电流I为什么要小于 U ?
R
(U为加在电动机两端的电压,R为电动机线圈的电阻)
提示:由于电动机工作时,线圈转动切割磁感线而产生
一个反电动势,使线圈两端的电压减小。所以,线圈中 的电流I< U 。
R
二、电磁感应中的能量转化 (1)安培力做功是_电__能__与其他形式能量转化的量度。 (2)安培力做_正__功__,电能转化为其他形式的能;安培力 做_负__功_2l2(v22 )
B+2lμ2vmg
R
R
二 电磁感应中的能量问题 【典例】(多选)如图所示,两根电阻不计的光滑平行金 属导轨的倾角为θ,导轨下端接有电阻R,匀强磁场垂直 于导轨平面向上。质量为m、电阻不计的金属棒ab在沿 导轨平面且与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑, 上升高度为h。在此过程中 ( )
A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与 电阻R上产生的焦耳热之和 C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦 耳热
【解析】选A、D。金属棒匀速上滑的过程中,对金属棒 受力分析可知,有三个力对棒做功:恒力F做正功、重力 做负功、安培力阻碍相对运动,沿斜面向下,做负功。 匀速运动时,所受合力为零,故合力做功为零,A项正 确,B、C项错误;克服安培力做多少功就有多少其他形 式的能转化为电路中的电能,电能又等于R上产生的焦 耳热,故恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生 的焦耳热,D正确。
高中物理选修电磁感应电磁感应复习PPT课件
3、自感电动势的大小
自感电动势的大小跟线圈中电流强度的变化率成正比
E自nΔΔΦ t LΔ ΔIt
L为自感系数—简称自感或电感。
自感的单位是亨利（H）, 1享=1伏·秒/安 L是反映线圈本身特征的物理量，L的大小跟线圈的形状 、长短、匝数及有无铁芯有关，线圈越长,横截面越大， 单位长度上匝数越多，自感系数就越大，有铁芯时比无 铁芯时L要增大很多倍。 注意L的大小与电流的大小、有无以及电流变化的快慢 都无关。
①阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化(增反减同 ) ②阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”； ③使线圈面积有扩大或缩小的趋势； ④阻碍原电流的变化(自感现象)．
2、利用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤
① 明确闭合回路中引起感应电流的原磁场方向; ② 确定原磁场穿过闭合回路中的磁通量如何变化(是增 大还是减小)； ③ 根据楞次定律确定感应电流的磁场方向． ④ 利用安培定则(右手螺旋定则)确定感应电流方向.
A组能力训练题1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12
B组能力训练题1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
电磁感 应现象
定义
一、本章知识网络
产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化
楞次 定律
适用范围：适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况
内容： 感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻 碍引起感应电流的磁通量的变化
（反4之），可Φ以=推0导时出, △电Φ量/△的t计为算最式大值q。IΔtE RΔtnΔR Φ
2、导体切割磁感线运动时
E = BLv sinθ．
（1）式中θ为导体运动速度v与磁感应强度B的夹角。此
式只适用于匀强磁场，若是非匀强磁场则要求L很短。
2017秋沪教版高中物理选修3-2第一章同步教学课件：1.4 电磁感应的案例分析 (共13张PPT)
第一章 电磁感应与现代生活 电磁感应的案例分析
知识回顾
E n
t
E BLv sin
求平均感应电动势 △t近于0时，E为瞬时感应电动势 求平均感应电动势,v是平均速度 求瞬时感应电动势，v是瞬时速度
案例分析－－反电动势
电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生 的电流
案例分析－－反电动势
D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
F
W＝WF＋WG＋W安＝0
A对B错
FN
F
F安 mg
Q＝ －W安＝WF＋WG
C错D对
2 如图所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为θ，导轨下端接有电阻R， 匀强磁场垂直斜面向上．质量为m、电阻不计的金属棒ab在沿斜面与棒垂直的恒 力F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h，在这个过程中( ) A．金属棒所受各力的合力所做的功等于零 B．金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和 C．恒力F与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的 焦耳热之和
1．确定所研究的回路，明确回路中相当于电源的部分和 相当于外电路的部分，画出等效电路图．
2．由楞次定律或右手定则判断感应电动势的方向，由法 拉第电磁感应定律或导体切割磁感线公式写出感应电动势表 达式．
3．运用闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串并联 电路的电压、电流、电阻特点，电功率公式等进行计算求 解．
案例分析－－电磁感应中的能量转化问题
4．电磁感应中焦耳热的计算技巧
(1)感应电路中电流恒定，则电阻产生的焦耳热等于电 流通过电阻做的功，即Q＝I2Rt.
(2)感应电路中电流变化，可用以下方法分析：
①利用动能定理，求出克服安培力做的功，产生的 焦耳热等于克服安培力做的功，即Q＝W安．
知识回顾
E n
t
E BLv sin
求平均感应电动势 △t近于0时，E为瞬时感应电动势 求平均感应电动势,v是平均速度 求瞬时感应电动势，v是瞬时速度
案例分析－－反电动势
电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生 的电流
案例分析－－反电动势
D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
F
W＝WF＋WG＋W安＝0
A对B错
FN
F
F安 mg
Q＝ －W安＝WF＋WG
C错D对
2 如图所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为θ，导轨下端接有电阻R， 匀强磁场垂直斜面向上．质量为m、电阻不计的金属棒ab在沿斜面与棒垂直的恒 力F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h，在这个过程中( ) A．金属棒所受各力的合力所做的功等于零 B．金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和 C．恒力F与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的 焦耳热之和
1．确定所研究的回路，明确回路中相当于电源的部分和 相当于外电路的部分，画出等效电路图．
2．由楞次定律或右手定则判断感应电动势的方向，由法 拉第电磁感应定律或导体切割磁感线公式写出感应电动势表 达式．
3．运用闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串并联 电路的电压、电流、电阻特点，电功率公式等进行计算求 解．
案例分析－－电磁感应中的能量转化问题
4．电磁感应中焦耳热的计算技巧
(1)感应电路中电流恒定，则电阻产生的焦耳热等于电 流通过电阻做的功，即Q＝I2Rt.
(2)感应电路中电流变化，可用以下方法分析：
①利用动能定理，求出克服安培力做的功，产生的 焦耳热等于克服安培力做的功，即Q＝W安．
2019学年高中物理(沪科)选修3-2课件：第1章 1.4 电磁感应的案例分析
合 作 探 究 • 攻 重 难
(6)楞次定律是电磁感应现象中能量转化守恒定律的反映．
(√ )
课 时 分 层 作 业
返 首 页
自 主 预 习 • 探 新 知
2．关于反电动势，下列说法中正确的是(
) 【导学号：53932022】
A．只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势 B．只要穿过线圈的磁通量变化，就产生反电动势 C．电动机在转动时线圈内产生反电动势 D．反电动势就是发电机产生的电动势
课 时 分 层 作 业
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自 主 预 习 • 探 新 知
[合 作 探 究· 攻 重 难]
电磁感应中的动力学问题
1．具有感应电流的导体在磁场中将受到安培力作用，所以电磁感应问 题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是：
当 堂 达 标 • 固 双 基
合 作 探 究 • 攻 重 难
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向． (2)求回路中的感应电流的大小和方向． (3)分析导体的受力情况(包括安培力)． (4)列动力学方程或平衡方程求解．
3．两种状态处理 (1)导体处于平衡状态——静止或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件——合力等于零列式分析．
当 堂 达 标 • 固 双 基
合 作 探 究 • 攻 重 难
(2)导体处于非平衡状态——加速度不为零． 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析．
课 时 分 层 作 业
图142
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自 主 预 习 • 探 新 知
A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量 C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量
当 堂 达 标 • 固 双 基
合 作 探 究 • 攻 重 难
(6)楞次定律是电磁感应现象中能量转化守恒定律的反映．
(√ )
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2．关于反电动势，下列说法中正确的是(
) 【导学号：53932022】
A．只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势 B．只要穿过线圈的磁通量变化，就产生反电动势 C．电动机在转动时线圈内产生反电动势 D．反电动势就是发电机产生的电动势
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[合 作 探 究· 攻 重 难]
电磁感应中的动力学问题
1．具有感应电流的导体在磁场中将受到安培力作用，所以电磁感应问 题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是：
当 堂 达 标 • 固 双 基
合 作 探 究 • 攻 重 难
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向． (2)求回路中的感应电流的大小和方向． (3)分析导体的受力情况(包括安培力)． (4)列动力学方程或平衡方程求解．
3．两种状态处理 (1)导体处于平衡状态——静止或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件——合力等于零列式分析．
当 堂 达 标 • 固 双 基
合 作 探 究 • 攻 重 难
(2)导体处于非平衡状态——加速度不为零． 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析．
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图142
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A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量 C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量
当 堂 达 标 • 固 双 基
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高中物理第1章电磁感应与现代生活1.4电磁感应的案例分析课件沪科版选修3_2
阻R，导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中，
磁场方向垂直于斜面向上.质量为m、电阻可以忽略不计的
金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速
图7
上滑，且上升的高度为h，在这一过程中
√A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零
B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和
BLv R
gsin θ－Bm2LR2v
解析 当ab杆速度为v时，感应电动势E＝BLv，此时 电路中电流 I＝ER＝BRLv ab 杆受到安培力 F 安＝BIL＝B2RL2v
根据牛顿第二定律，有 ma＝mgsin θ－F 安＝mgsin θ－B2RL2v a＝gsin θ－Bm2LR2v.
解析
答案
(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值.
一、释疑难
对课堂上老师讲到的内容自己想不通卡壳的问题，应该在课堂上标出来，下课时，在老师还未离开教室的时候，要主动请老师讲解清楚。如果老师已 经离开教室，也可以向同学请教，及时消除疑难问题。做到当堂知识，当堂解决。
二、补笔记
上课时，如果有些东西没有记下来，不要因为惦记着漏了的笔记而影响记下面的内容，可以在笔记本上留下一定的空间。下课后，再从头到尾阅读一 遍自己写的笔记，既可以起到复习的作用，又可以检查笔记中的遗漏和错误。遗漏之处要补全，错别字要纠正，过于潦草的字要写清楚。同时，将自己 对讲课内容的理解、自己的收获和感想，用自己的话写在笔记本的空白处。这样，可以使笔记变的更加完整、充实。
三、电磁感应中的能量问题
1.电磁感应现象中的能量转化方式 (1)与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能. (2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，把机械能或 其他形式的能转化为电能.克服安培力做多少功，就产生多少电能. 2.求解电磁感应现象中能量守恒问题的一般思路 (1)分析回路，分清电源和外电路. (2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化.如： ①有摩擦力做功，必有内能产生； ②有重力做功，重力势能必然发生变化；
秋高中物理选修32沪科版课件：1.4 电磁感应的案例分析(共30张PPT)
,
方向水平向左。
(2)由功能关系得安培力做功
1
W1=Ep- 0 2,
2
1
电阻 R 上产生的焦耳热 Q1= 0 2 -Ep。
2
(3)由能量转化及平衡条件等可判断知:棒最终静止于初始位
1
置,Q= 0 2 。
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
22 0
答案:(1)
1
,方向水平向左 (2)W1=Ep- 0 2
1
棒最终静止于初始位置 Q= 0 2
反的感应电动势叫做反电动势。
一
二
二、功率关系
具有反电动势的电路中的功率关系:IU-IE 反=I2R,IU 是电源供给电动机
的功率(输入功率),IE 反是电动机输出的机械功率(输出功率), I2R 是电动机
回路中损失的热功率。
练一练
关于反电动势,下列说法中正确的是(
)
A.只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势
件下的切割速度,因磁场移动与磁场的相对速度才是切割速度;随着导体棒
加速运动,所受安培力在不断减小,当达到 f=F 时,受力平衡,匀速运动。
探究一
探究二
探究三
触类旁通
导体棒达到恒定速度时,导体棒所受安培力做正功还是负功?由于安培
力做功,试分析能量的转化情况。
提示:由右手定则可判断感应电流方向,由左手定则可判断导体棒所受
量的变化;从导体和磁体相对运动的角度来看,感应电流总要阻碍它们的相
对运动。电磁感应现象中的“阻碍”正是能量守恒的具体体现,在这种“阻碍”
的过程中,其他形式的能转化为电能。
2.电磁感应中的能量转化
(1)电磁感应现象的实质是其他形式的能和电能之间的转化。
方向水平向左。
(2)由功能关系得安培力做功
1
W1=Ep- 0 2,
2
1
电阻 R 上产生的焦耳热 Q1= 0 2 -Ep。
2
(3)由能量转化及平衡条件等可判断知:棒最终静止于初始位
1
置,Q= 0 2 。
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
22 0
答案:(1)
1
,方向水平向左 (2)W1=Ep- 0 2
1
棒最终静止于初始位置 Q= 0 2
反的感应电动势叫做反电动势。
一
二
二、功率关系
具有反电动势的电路中的功率关系:IU-IE 反=I2R,IU 是电源供给电动机
的功率(输入功率),IE 反是电动机输出的机械功率(输出功率), I2R 是电动机
回路中损失的热功率。
练一练
关于反电动势,下列说法中正确的是(
)
A.只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势
件下的切割速度,因磁场移动与磁场的相对速度才是切割速度;随着导体棒
加速运动,所受安培力在不断减小,当达到 f=F 时,受力平衡,匀速运动。
探究一
探究二
探究三
触类旁通
导体棒达到恒定速度时,导体棒所受安培力做正功还是负功?由于安培
力做功,试分析能量的转化情况。
提示:由右手定则可判断感应电流方向,由左手定则可判断导体棒所受
量的变化;从导体和磁体相对运动的角度来看,感应电流总要阻碍它们的相
对运动。电磁感应现象中的“阻碍”正是能量守恒的具体体现,在这种“阻碍”
的过程中,其他形式的能转化为电能。
2.电磁感应中的能量转化
(1)电磁感应现象的实质是其他形式的能和电能之间的转化。