高考物理电磁感应复习资料.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/10/3,#,电磁感应（一）,第1页,1、法拉第电磁感应定律（感生电动势）,2、导体切割磁感线时产生动生电动势,3、楞次定律应用题型,4、综合应用题型,第2页,一、法拉第电磁感应定律,1.引发某一回路磁通量改变原因,（1）磁感强度改变,（2）线圈面积改变,（3）线圈平面法线方向与磁场方向夹角改变,第3页,第4页,V,第5页,此图要求会连接电路,第6页,a,b,c,d,第7页,定律内容：感应电动势大小与穿过这一电路磁通量改变率成正比。,几个题型,线圈面积S不变，磁感应强度均匀改变：,平均电动势，计算经过某一截面电量,第8页,例1、如图甲示，在周期性改变匀强磁场区域内有垂直于磁场、半径为r=1m、电阻为R=3.14金属圆形线框，当磁场按图乙所表示规律改变时，线框中有感应电流产生，,（1）在丙图中画出电流随时间改变,i,t,图象（以逆时针方向为正）,（2）求出线框中感应电流有效值。,解：E,1,=SB,1,/t=2S（V）,i,1,=E,1,/R=2r,2,/3.14=2 A,E,2,=SB,2,/t=S（V）,i,2,=E,2,/R=r,2,/3.14=1 A,电流,i,1,i,2,分别为逆时针和顺时针方向,（2）Q=4R1+1R2=I,2,R3,有效值 I=1.41A,第9页,例2：如图所表示，螺线管匝数n=1500匝，横截面积,S,=20cm,2,。螺线管导线电阻,r,=1.5,，与螺线管串联外电阻,R,=28.5,。穿过螺线管磁场磁感应强度B按B-t图所表示规律改变。求：螺线管上产生感应电动势,E,和,U,ab,。,第10页,例3：,如图所表示一个矩形闭合线圈,abcd,边长分别为,ab,=,l,1,和,bc,=,l,2,，匝数为,n,，总电阻为,R,，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向轴,OO,转动，磁场磁感强度大小为,B,。线圈从图示位置转过90角所用时间为,t,。,求线圈从图示位置转90过程中经过线圈横截面电量。,第11页,二.导体切割磁感线时产生动生电动势,1.公式：,2.若导体在磁场中绕着导体上某一点转动时,3.矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时产生交流电,从中性面计时,e=Em sin t,最大值,Em=nBS,第12页,A.越来越大 B.越来越小,C.保持不变 D.方向不变，大小改变,例4：如图所表示，在竖直向下匀强磁场中，将一水平放置金属棒ab以水平速度v,0,抛出，那么金属棒产生感应电动势将是下面哪种情况（）,答案：C,第13页,例5.粗细均匀电阻丝围成正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框边平行。现使线框以一样大小速度沿四个不一样方向平移出磁场，如图所表示，则在移出过程中线框一边,a,、,b,两点间电势差绝对值最大是（）,B,第14页,e/v,t/10,-2,s,0,2,4,6,100,-100,E,max,=NBSsint,例6：交流发电机产生感应电动势与时间关系如图所表示，假如其它条件不变，仅使线圈转速加倍，则交流电电动势最大值和周期分别变为(),A.100V，0.02sB.200V，0.02s C.400V，0.08s D.200V，0.08s,第15页,三.楞次定律应用题型,1.妨碍原磁通改变，即“增反减同”,2.妨碍（导体间）相对运动，即“来拒去留”,3.妨碍原电流改变，（线圈中电流不能突变），应用在解释自感现象相关问题。,第16页,1、如图所表示装置中，cd杆原来静止。当ab 杆做以下那些运动时，cd杆将向右移动？,A向右匀速运动 B向右加速运动,C向左加速运动 D向左减速运动,2、如图所表示，当磁铁绕,O,1,O,2,轴匀速转动时，矩形导线框（不考虑重力）将怎样运动？,3、如图所表示，水平面上有两根平行导轨，上面放两根金属棒a、b。当条形磁铁如图向下移动时（不抵达导轨平面），a、b将怎样移动？,4、如图所表示，绝缘水平面上有两个离得很近导体环a、b。将条形磁铁沿它们正中向下移动（不抵达该平面），a、b将怎样移动？,BD,第17页,例7、如图所表示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右），则 （）,A.导线框进入磁场时，感应电流方向为abcda,B.导线框离开磁场时，感应电流方向为,acdba,C.导线框离开磁场时，受到安培力方向水平向右,D.导线框进入磁场时，受到安培力方向水平向左,D,第18页,例8.下列图a中A、B为两个相同环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图（b）所表示交流电,i,，则（）,A.在t,1,到t,2,时间内A、B两线圈相吸,B.在t,2,到t,3,时间内A、B两线圈相斥,C.t,1,时刻两线圈间作用力为零,D.t,2,时刻两线圈间吸力最大,A B C,第19页,例9、如图示，通电螺线管置于闭合金属环A轴线上，A环在螺线管正中间，当螺线管中电流逐步减小时：(),A.A环有收缩趋势,B.A环有扩张趋势,C.A环向左运动,D.A环向右运动,解：画出磁感应线分布如图示（左视图）,因为A环内磁感应线由两部分叠加，且点多于叉，合磁场向外，当I 逐步减小时，磁感应强度B减小，向外磁通量要减小，由楞次定律，感应电流效果要妨碍产生感应电流原因，A环收缩能够妨碍向外磁通量减小。,A,第20页,例10：如图10-38所表示电路中，,A,1和,A,2是完全相同灯泡，线圈,L,电阻能够忽略，以下说法中正确是,A、合上开关S接通电路时，,A,2,先亮，,A,1后亮，最终一样亮,B、合上开关S接通电路时，,A,1和,A,2一直一样亮,C、断开开关S切断电路时，,A,2,立刻熄灭，,A,1过一会儿才熄灭,D、断开开关S切断电路时，,A,1和,A,2都要过一会儿才熄灭,AD,第21页,电磁感应（二）,第22页,3、电磁感应现象中能量转化问题,电磁感应现象中，克服安培力做功，其它形式能转化为电能。,2、电磁感应现象中电路问题,四、综合应用题型,1、电磁感应现象中力学问题,第23页,例11、如图所表示，光滑水平金属框架固定在方向竖直向下匀强磁场中，框架左端连接一个,R,=0.4电阻，框架上面置一电阻,r,=0.1金属导体,ab,，金属导体长为0.5m。两端恰与框架接触，且接触良好。金属导体在,F,=0.4N水平恒力作用下由静止开始向右运动，电阻,R,上消耗最大电功率为,P,=0.4 W。设水平金属框,架足够长，电阻不计。,(1)试判断金属导体,a、b,两,端电势高低。(2)金属导体,ab,最大速度。(3)求匀强,磁场磁感应强度。,第24页,a,端电势较高,由,P,总,=,得到,B,=0.80T,电阻,R,上消耗电功率最大时，,电路消耗总功率,P,总,=,P,+,P,r,=,W,P,总,=,Fv,v,=1.25m/s,v,第25页,例：如图10-28（甲）所表示，一对平行光滑导轨放置在水平面上，两导轨间距,l,=0.2m，电阻,R,1.0；有一导体杆静止地放置在导轨上，与两轨道垂直，杆及轨道电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感强度,B,=0.50T匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下。现用一外力,F,沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力与时间,t,关系如图10-28（乙）所表示。求杆质量,m,和加速度,a,。,m,=0.1Kg,a,=10m/s,2,第26页,河南15：如图所表示，半径为R、单位长度电阻为均匀导电圆环固定在水平面上，圆环中心为O。匀强磁场垂直水平方向向下，磁感强度为B。平行于直径MON导体杆，沿垂直于杆方向向右运动。杆电阻能够忽略不计，杆与圆环接触良好,某时刻，杆位置如图，aOb=2 ，速度为,v,。求此时刻作用在杆上安培力大小。,解：E=B,v,l,ab,=B,v,2Rsin 等效电路如图示：,此时弧acb和弧adb电阻分别为2 R(,-,)和 2 R ，,它们并联电阻为 R,并,=2 R(-)/,I=E/R,并,=B,v,sin (-),F=BI(2Rsin),F=,第27页,A 逐步增大,B.先减小后增大,C.先增大后减小,D.增大、减小、,再增大、再减小,例11.如图示：abcd是粗细均匀电阻丝制成长方形线框，另一个材料制成导体棒MN有电阻，可与保持良好接触并做无摩擦滑动，线框处于垂直纸面向里匀强磁场B中，当导体棒MN在外力作用下从导线框左端开始做切割磁感应线匀速运动，一直滑到右端过程中，导线框上消耗电功率改变情况可能为：（）,解：MN电阻为r，MN 在中间位置时导线框总电阻最大为R,画出P-R图线如图示，若R r，选C,若R r 且在两端时电阻等于r，则选B.,若R r 且在两端时电阻小于r，则选D.,B C D,第28页,用一样粗细铜、铝、铁做成三根相同长度直导线，分别放在电阻能够忽略不计光滑水平导轨上，使导线与导轨保持垂直，设竖直方向匀强磁场垂直于导轨平面，且充满导轨所在空间，然后用外力使导线向右做匀速直线运动，且每次外力消耗功率相同，则：(),A.三根导线上产生感应电动势相同,B.铁导线运动得最快,C.铜导线运动得最快,D.铜导线产生热功率最大,解：E=BLv F=B,2,L,2,v/R P=Fv=B,2,L,2,v,2,/R,v,2,=PR/B,2,L,2,R,B,R=,L/S,铁,铝,铜,R,铁,R,铝,R,铜,第29页,例、如图示，平行光滑导轨竖直放置，匀强磁场方向垂直导轨平面，一质量为m 金属棒沿导轨滑下，电阻R上消耗最大功率为P（不计棒及导轨电阻），要使R上消耗最大功率为4P，可行 方法有：（）,A.将磁感应强度变为原来4倍,B.将磁感应强度变为原来1/2倍,C.将电阻R变为原来4倍,D.将电阻R变为原来2 倍,解：稳定时 mg=F=BIL=B,2,L,2,v,m,R,v,m,=mgR,B,2,L,2,P,m,=Fv,m,=mgv,m,=m,2,g,2,R,B,2,L,2,B C,第30页,北京高考20,两根足够长固定平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，组成矩形回路，如图所表示两根导体棒质量皆为 m，电阻皆为,R,，回路中其余部分电阻可不计在整个导轨平面内都有竖直向上匀强磁场，磁感应强度为B设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd初速度v,0,（见图）若两导体棒在运动中一直不接触，求：,（1）在运动中产生焦耳热最多是多少,（2）当ab棒速度变为初速度3/4时，棒cd加速度是多少？,第31页,解：ab棒向cd棒运动时，产生感应电流ab棒和cd棒受到安培力作用分别作减速运动和加速运动，在ab棒速度大于cd棒速度时，回路总有感应电流，ab棒继续减速，cd棒继续加速两棒速度到达相同后，不产生感应电流，两棒以相同速度v 作匀速运动,（1）从初始至两棒到达速度相同过程中，两棒总动量守恒，,mv,0,=2mv ,依据能量守恒，整个过程中产生总热量,Q=1/2mv,0,2,-1/22mv,2,=1/4mv,0,2,题目,第32页,（2）设ab棒速度变为初速度3/4时，cd棒速度为v，则由动量守恒可知,mv,0,=m3/4v,0,+mv ,v=v,0,/4,此时回路中感应电动势和感应电流分别为,E=BL(3/4v,0,-v)=BLv,0,/2 ,I=E/2R =BLv,0,/4R ,此时cd 棒所受安培力 F=BIL ,cd棒加速度 a=F/m ,由以上各式，可得,题目,第33页,例：如图示：质量为m、边长为a 正方形金属线框自某一高度由静止下落，依次经过B,1,和B,2,两匀强磁场区域，已知B,1,=2B,2,，且B,2,磁场高度为a，线框在进入B,1,过程中做匀速运动，速度大小为v,1,，在B,1,中加速一段时间后又匀速进入和穿出B,2,，进入和穿出B,2,时速度恒为v,2,，求：,v,1,和v,2,之比,在整个下落过程中产生焦耳热,解：,进入B,1,时 mg=B,1,I,1,a=B,1,2,a,2,v,1,/R,进入B,2,时 I,2,=(B,1,-B,2,),a,v,2,/R,mg=(B,1,-B,2,),I,2,a=(B,1,-B,2,),2,a,2,v,2,/R,v,1,/,v,2,=,(B,1,-B,2,),2,/B,1,2,=1/4,由能量守恒定律 Q=3mga,第34页,又解：,进入B,1,时 mg=B,1,I,1,a=B,1,2,a,2,v,1,/R,出B,2,时 mg=B,2,I,2,a=B,2,2,a,2,v,2,/R,v,1,/,v,2,=,B,2,2,/B,1,2,=1/4,由能量守恒定律 Q=3mga,第35页,3、电磁感应中动量问题,感应电流经过直导线时，直导线在磁场中要受到安培力作用,导线与磁场,B,垂直,F=BIL,t,时间内冲量,如图所表示，在光滑水平面上，有一垂直向下匀强磁场分布在宽为,L,区域内，有一个边长为,a,（,a,L,）正方形闭合线圈以初速,v,0,垂直磁场边界滑过磁场后速度变为,v,（,v,v,0,）那么,A完全进入磁场中时线圈速度大于（,v,0,+,v,）/2；,B安全进入磁场中时线圈速度等于（,v,0,+,v,）/2；,C完全进入磁场中时线圈速度小于（,v,0,+,v,）/2；,D,以上情况,A,、,B,都有可能，而,C,是不可能,B,第36页,