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,章末总结,第一章,电磁感应,1/27,内容索引,知识网络,梳理知识 构建网络,重点探究,启迪思维 探究重点,2/27,知识网络,3/27,电磁感应,电磁感应现象,现象,闭合电路中部分导体做,运动,闭合电路,发生改变,切割磁感线,磁通量,产生感应电流条件：电路,且,改变,能量转化：其它形式能转化为电能或电能转移,闭合,磁通量,4/27,电磁感应,法拉第电磁,感应定律,(,感应电动势,大小,感应电动势,定义：在电磁感应现象中产生电动势,产生条件：,发生改变,磁通量,磁通量改变率：,内磁通量改变,单位时间,法拉第电磁,感应定律,E,n,，,适合求,E,值,平均,切割公式,E,BL,v,，适合求,E,值,条件：,B,、,L,、,v,三者,_,瞬时,相互垂直,5/27,适合判定,产生感应电流方向,右手定则、左手定则、安培定则区分,内容：感应电流含有这么方向，即感应电流磁场,总要,引发感应电流磁通量改变,了解,妨碍,感应电流总要妨碍,改变,感应电流总要妨碍,相对运动,磁通量,导体和磁场,应用,步骤,首先明确原磁场,和磁通量,，确定感应电流磁场方向,再用,确定感应电流方向,),方向,增减,安培定则,右手,定则,电磁感应,楞次定律,(,感应电流,方向,),导体切割磁感线,6/27,电磁阻尼,高频感应炉与电磁灶,自感,现象,定义：,发生改变而产生电磁感应现象,自感电动势：总是妨碍,改变,自感系数,L,：与线圈大小、形状、,，以及,是否有,等原因相关,应用和预防,涡流,定义：块状金属在,磁场中产生环形,感应电流,电磁感应,自感现象,及其应用,(,特殊,电磁感应,现象,本身电流,本身电流,匝数,铁芯,应用,改变,7/27,重点探究,8/27,1.,感应电流磁场总要妨碍引发感应电流磁通量改变,.,感应电流磁场方向不一定与原磁场方向相反，只有在磁通量增加时二者才相反，而在磁通量降低时二者是同向,.,2.,“,妨碍,”,并不是,“,阻止,”,，而是,“,延缓,”,，回路中磁通量改变趋势不变，只不过改变得慢了,.,3.,“,妨碍,”,表现：增反减同、来拒去留等,.,一、楞次定律了解与应用,9/27,例,1,如图,1,甲所表示，圆形线圈,P,静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管,Q,，,P,和,Q,共轴，,Q,中通有改变电流,i,，电流随时间改变规律如图乙所表示,(,图甲所表示,Q,中电流方向为正,),，,P,所受重力为,G,，桌面对,P,支持力为,N,，则,A.,t,1,时刻,N,G,，,P,有收缩趋势,B.,t,2,时刻,N,G,，此时穿过,P,磁通量为,0,C.,t,3,时刻,N,G,，此时,P,中无感应电流,D.,t,4,时刻,N,G,，故,A,正确；,当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈,P,中磁通量不变，所以线圈中无感应电流产生，线圈和螺线管间无相互作用力，故,t,2,时刻,N,G,，此时穿过,P,磁通量不为,0,，故,B,错误；,t,3,时刻螺线管中电流为零，不过线圈,P,中磁通量是改变，所以此时线圈中有感应电流，故,C,错误；,t,4,时刻电流不变时，其形成磁场不变，线圈,P,中磁通量不变，故,D,错误,.,11/27,对图像分析，应做到：,(1),明确图像所描述物理意义；,(2),明确各种物理量正、负号含义；,(3),明确斜率含义；,(4),明确图像和电磁感应过程之间对应关系,.,二、电磁感应中图像问题,12/27,例,2,如图,2,所表示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面匀强磁场，磁感应强度等大反向,.,菱形闭合导线框,ABCD,位于纸面内且对角线,AC,与虚线垂直，磁场宽度与对角线,AC,长均为,d,，现使线框沿,AC,方向匀速穿过磁场，以逆时针方向为感应电流正方,向，则从,C,点进入磁场到,A,点离开磁场过程中，线,框中电流,i,随时间,t,改变关系图像可能是,答案,解析,图,2,13/27,解析,导线框,ABCD,在进入左边磁场时，由楞次定律和安培定则能够判断出感应电流方向应为正方向，选项,B,、,C,错误；,当导线框,ABCD,一部分在左磁场区，另一部分在右磁场区时，回路中最大电流要加倍，方向与刚进入时方向相反，选项,D,正确，选项,A,错误,.,14/27,电磁感应中图像类选择题两个常看法法,(1),排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量改变趋势,(,增大还是减小,),、改变快慢,(,均匀改变还是非均匀改变,),，尤其是物理量正负，排除错误选项,.,(2),函数法：依据题目所给条件定量地写出两个物理量之间函数关系，然后由函数关系对图像作出分析和判断，这未必是最简捷方法，但却是最有效方法,.,技巧点拨,15/27,求解电磁感应中电路问题关键是分清楚内电路和外电路,.,“,切割,”,磁感线导体和磁通量改变线圈都相当于,“,电源,”,，该部分导体,(,或线圈,),电阻相当于内电阻，而其余部分电阻则是外电阻,.,三、电磁感应中电路问题,16/27,例,3,把总电阻为,2,R,均匀电阻丝焊接成二分之一径为,a,圆环，水平固定在竖直向下磁感应强度为,B,匀强磁场中，如图,3,所表示，一长度为,2,a,、电阻等于,R,、粗细均匀金属棒,MN,放在圆环上，它与圆环一直保持良好接触，当金属棒以恒定速度,v,向右移动经过环心,O,时，求：,(1),棒上电流大小和方向及棒两端电压,U,MN,；,答案,解析,图,3,17/27,解析,把切割磁感线金属棒看成一个含有内阻为,R,、电动势为,E,电源，两个半圆环看成两个并联电阻，画出等效电路如图所表示,.,等效电源电动势为：,E,BL,v,2,Ba,v,.,电流方向从,N,流向,M,.,依据闭合电路欧姆定律知，棒两端电压为电源路端电压,.,U,MN,IR,外,Ba,v,18/27,(2),在圆环和金属棒上消耗总热功率,.,答案,解析,解析,圆环和金属棒上消耗总热功率为：,19/27,电磁感应中电路问题分析方法：,(,1,),明确电路结构，分清内、外电路，画出等效电路图,.,(,2,),依据产生感应电动势方式计算感应电动势大小，假如是磁场改变，由,E,n,计算；假如是导体切割磁感线，由,E,BL,v,计算,.,(,3,),依据楞次定律或右手定则判断感应电流方向,.,(,4,),依据电路组成列出对应方程式,.,总结提升,20/27,这类问题包括电路知识、动力学知识和能量观点，综合性很强，处理这类问题要重视以下三点：,(1),电路分析,找,“,电源,”,：确定出由电磁感应所产生电源，求出电源电动势,E,和内阻,r,.,电路结构分析,搞清串、并联关系，求出相关部分电流大小，为求安培力做好铺垫,.,四、电磁感应中力电综合问题,21/27,(2),力和运动分析,受力分析：分析研究对象,(,常为金属杆、导体线圈等,),受力情况，尤其注意安培力方向,.,运动分析：依据力与运动关系，确定出运动模型，依据模型特点，找到处理路径,.,(3),功和能量分析,做功分析，找全力所做功，搞清功正、负,.,能量转化分析，搞清哪些能量增加，哪些能量降低，依据功效关系、能量守恒定律列方程求解,.,22/27,例,4,如图,4,所表示，两根足够长平行金属导轨固定在倾角,30,斜面上，导轨电阻不计，间距,L,0.4 m,，导轨所在空间被分成区域,和,，两区域边界与斜面交线为,MN,.,中匀强磁场方向垂直斜面向下，,中匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场磁感应强度大小均为,B,0.5 T.,在区域,中，将质量,m,1,0.1 kg,、电阻,R,1,0.1,金属条,ab,放在导轨上，,ab,刚好不下滑,.,然后，在区域,中将质量,m,2,0.4 kg,、电阻,R,2,0.1,光滑导体棒,cd,置于导轨上，由静止开始下滑,.,cd,在,滑动过程中一直处于区域,磁场中，,ab,、,cd,始,终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取,g,10 m/s,2,，问：,图,4,23/27,(1),cd,下滑过程中，,ab,中电流方向；,答案,解析,答案,由,a,流向,b,解析,由右手定则可判断出,cd,中电流方向为由,d,到,c,，则,ab,中电流方向为由,a,流向,b,.,24/27,(2),ab,刚要向上滑动时，,cd,速度,v,多大；,答案,解析,答案,5 m/s,25/27,解析,开始放置时,ab,刚好不下滑，,ab,所受摩擦力为最大静摩擦力，,设其大小为,f,max,，有,f,max,m,1,g,sin,设,ab,刚要上滑时，,cd,棒感应电动势为,E,，,由法拉第电磁感应定律有,E,BL,v,设电路中感应电流为,I,，由闭合电路欧姆定律有,I,设,ab,所受安培力为,F,安,，有,F,安,BIL,此时,ab,受到最大静摩擦力方向沿导轨向下，由平衡条件有,F,安,m,1,g,sin,f,max,联立,式，代入数据解得,v,5 m/s.,26/27,(3),从,cd,开始下滑到,ab,刚要向上滑动过程中，,cd,滑动距离,x,3.8 m,，此过程中,ab,上产生热量,Q,是多少,.,答案,解析,答案,1.3 J,解析,设,cd,棒运动过程中在电路中产生总热量为,Q,总,，,解得,Q,1.3 J.,27/27,
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