2013年人教版物理选修3-2全册精品课件 第四章本章优化总结

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第四章
电磁感应
解决运动过程中能量转化的问题，应从功和 能的观点入手，分清电磁感应过程中能量转
化关系及能量转化与做功的对应关系，然后
列出功能关系式求解． 例3 (2011· 高考上海卷)电阻可忽略的光滑平 行金属导轨长s＝1.15 m，两导轨间距L＝0.75 m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R ＝1.5 Ω的电阻，磁感应强度B＝0.8 T的匀强
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电磁感应
磁场垂直轨道平面向上．阻值r＝0.5 Ω，质量 m＝0.2 kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，
从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在
此过程中金属棒产生的焦耳热Q1＝0.1 J．(取g ＝10 m/s2)求：
图4－4
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电磁感应
(1)金属棒在此过程中克服安培力的功 W 安； (2)金属棒下滑速度 v＝2 m/s 时的加速度 a. (3)为求金属棒下滑的最大速度 vm， 有同学解答 1 2 如下：由动能定理，W 重－W 安＝ mvm，……. 2 由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并 完成本小题；若不正确，给出正确的解答．
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电磁感应
来分析，有些图象问题还要画出等效电路来 辅助分析． 例2 (2012· 北京东城区高二质检)如图4－2所 示A是一底边宽为L的闭合线框，其电阻为R.
图4－2
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电磁感应
现使线框以恒定的速度v沿x轴向右运动，并穿 过图中所示的宽度为d的匀强磁场区域，已知
L＜d，且在运动过程中线框平面始终与磁场
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电磁感应
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 在光滑水平面上固定一个通电线圈，如图 4－1所示，一铝块正由左向右滑动穿过线圈，那
么下面正
确的判断是( ) 图4－1
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电磁感应
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
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电磁感应
上式表明，加速度随速度增加而减小，棒做加速 度减小的加速运动．无论最终是否达到匀速，当 棒到达斜面底端时速度一定为最大．由动能定理 可以得到棒的末速度，因此上述解法正确． 1 2 mgssin30°－Q＝ mvm 2 ∴vm＝ ＝ 2Q 2gssin30°－ m
1 2×0.4 2×10×1.15× － m/s 2 0.2
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电磁感应
(3)与电磁感应相综合涉及的其他量图象．
电功率 P－R，导体棒受安培力或受合力 F－t，导 体棒运动位移 x－t、速度 v－t、加速度 a－t，动能 ΔI Ek－t、电流变化率 －t 等图象． Δt 2.电磁感应图象的解题类型 (1)由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象． (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相关 物理量．
(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．
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电磁感应
(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
体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同
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 形式的能量转化为电能，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．
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电磁感应
3.电磁感应图象的处理方法 电磁感应中图象问题的分析，要抓住磁通量 的变化是否均匀，从而推知感应电动势(或电 流)是否大小恒定，用楞次定律或右手定则判
断出感应电动势(或电流)的方向，从而确定其
正负，以及在坐标中的范围．
分析回路中的感应电动势或感应电流的大小
及其变化规律，要利用法拉第电磁感应定律
方向垂直．若以x轴正方向作为力的正方向， 线框从图中所示位置开始运动的时刻作为时 间的零点，则在下列图象中，可能正确反映 上述过程中磁场对线框的作用力F随时间t变化
情况的是(
)
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电磁感应
图4－3
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电磁感应
【精讲精析】 线框刚开始进入磁场时，安培 B2L2v L 力的大小为 ，当进入磁场的宽度为 时， R 2 B2L2v 安培力大小变为 ， 又线框所受的安培力方 4R 向一直向左，所以选项 D 正确．
＝2.74 m/s.
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电磁感应
【答案】 (2)3.2 m/s2
(1)0.4 J
(3)见精讲精析
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本章优化总结
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电磁感应
知识体系构建
电 磁 感 应
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电磁感应
电 磁 感 应
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专题归纳整合
专题1 楞次定律的理解和应用
1.楞次定律解决的问题是感应电流的方向问题
它涉及到两个磁场，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),
【答案】
D
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电磁感应
专题3
电磁感应生变化，产 生感应电流，导体棒或线圈在安培力和其他力的 作用下运动．若解决运动状态问题，一般综合应
用电磁感应规律、安培力计算式、欧姆定律等，
但更重要的仍是受力分析及动力学知识，然后列
出动力学方程或平衡方程求解．
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电磁感应
【精讲精析】 (1)下滑过程中安培力的功即 为在电阻上产生的焦耳热， 由于 R＝3r， 因此 QR＝3Qr＝0.3 J ∴W 安＝Q＝QR＋Qr＝0.4 J. (2)金属棒下滑时受重力和安培力 B2L2 F 安＝BIL＝ v R＋r B2L2 由牛顿第二定律 mgsin30°－ v＝ma R＋r
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电磁感应
【精讲精析】
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，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． 【答案】 BD
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专题2
电磁感应的图象问题
1.电磁感应的图象种类 (1)电磁感应相关参量随时间变化的图象． 磁感应强度B－t，磁通量Φ－t，感应电动势E－t,
感应电流I－t，电势差U－t等图象．
(2)电磁感应中切割问题涉及参量随位移的图象．
感应电动势E－x，感应电流I－x，电势差U－x等
图象．
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电磁感应
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
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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
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电磁感应
B2L2 ∴a＝gsin30°－ v m（R＋r） 0.82×0.752×2 2 1 10× － ＝ m/s ＝3.2 m/s2. 2 0.2×（1.5＋0.5） (3)此解法正确． 金属棒下滑时受重力和安培力作用，其运动满足 B2L2 mgsin30°－ v＝ma R＋r
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．
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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．