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【精选】粤教版高中物理选修(32)第一章《电磁感应》word章末总结-物理知识点总结

高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 学案 10 章末总结 一、对楞次定律的理解与应用 楞次定律反映这样一个物理过程:原磁通量变化时(Φ 原变),产生感应电流(I 感),这是属于电磁感 应的条件问题;感应电流一经产生就在其周围空间激发磁场(Φ 感),这就是电流的磁效应问题;而 且 I 感的方向决定了 Φ 感的方向(用安培定则判定);Φ 感阻碍 Φ 原的变化——这正是楞次定律所解 决的问题.这样一个复杂的过程,可以用图表理顺如下: 1.感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反,只在磁通量增大时两者才相反,而在磁通量减少时 两者是同向的. 2.“阻碍”并不是“阻止”,而是“延缓”,电路中的磁通量还是在变化,只不过变化得慢了. 3.楞次定律的阻碍的表现有这几种形式:增反减同、增缩减扩、增离减靠、来拒去留. 例 1 (单选)圆形导体线圈 a 平放在水平桌面上,在 a 的正上方固定一竖直螺线管 b,二者轴线重 合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图 1 所示的电路.若将滑动变阻器的滑片 P 向下滑动,下 列表述正确的是 ( ) 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 图1 A.线圈 a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B.穿过线圈 a 的磁通量变小 C.线圈 a 有扩张的趋势 D.线圈 a 对水平桌面的压力 FN 将增大 解析 本题考查楞次定律的知识,意在考查学生对楞次定律、安培定则等 知识的掌握.通过螺线管 b 的电流如图所示,根据安培定则判断出螺线管 b 所产生的磁场方向竖直向下,滑片 P 向下滑动,接入电路的电阻减小, 电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增大,根据楞次定律可知,a 线圈 中所产生的感应电流产生的感应磁场方向竖直向上,再由安培定则可得线 圈 a 中的电流方向为俯视逆时针方向,A 错误;由于螺线管 b 中的电流增 大,所产生的磁感应强度增大,线圈 a 中的磁通量应变大,B 错误;根据 楞次定律可知,线圈 a 有缩小的趋势,线圈 a 对水平桌面的压力增大,C 错误,D 正确. 答案 D 二、电磁感应中的图象问题 1.图象问题有两种:一是由给出的电磁感应过程,选出或画出正确图象;二是由给定的有关图象 分析电磁感应过程,求解相应的物理量. 2.基本思路是:(1)利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势大小.(2)利用楞次定律或右手定则判 定感应电流的方向. 例 2 (单选)将一段导线绕成如图 2 甲所示的闭合电路,并固定在纸面内,回路的 ab 边置于垂直 纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其 磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象如图乙所示.用 F 表示 ab 边受到的安培力,以水平向右为 F 的 正方向,能正确反映 F 随时间 t 变化的图象是 ( ) 图2 T ΔB 解析 由题图乙可知 0~ 时间内,磁感应强度随时间线性变化,即 =k(k 是一个常数),圆环的 2 Δt ΔΦ ΔB·S 面积 S 不变,由 E= = 可知圆环中产生的感应电动势大小不变,则回路中的感应电流大小 Δt Δt T 不变,ab 边受到的安培力大小不变,从而可排除选项 C、D;0~ 时间内,由楞次定律可判断出流 2 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 过 ab 边的电流方向为由 b 至 a,结合左手定则可判断出 ab 边受到的安培力的方向向左,为负值, 故选项 A 错误,B 正确.本题选 B. 答案 B 三、电磁感应中的电路问题 1.求解电磁感应中电路问题的关键是分清楚内电路和外电路. “切割”磁感线的导体和磁通量变化的线圈都相当于“电源”,该部分导体的电阻相当于内电阻,而其 余部分的电路则是外电路. 2.路端电压、电动势和某导体两端的电压三者的区别: (1)某段导体作为外电路时,它两端的电压就是电流与其电阻的乘积. (2)某段导体作为电源时,它两端的电压就是路端电压,等于电流与外电阻的乘积,或等于电动势减 去内电压,当其内阻不计时路端电压等于电源电动势. (3)某段导体作为电源时,电路断路时导体两端的电压等于电源电动势. 例 3 如图 3 所示,光滑金属导轨 PN 与 QM 相距 1 m,电阻不计,两端分别接有电阻 R1 和 R2, 且 R1=6 Ω,R2=3 Ω,ab 导体棒的电阻为 2 Ω.垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为 1 T.现使 ab 以恒定速度 v=3 m/s 匀速向右移动,求: 图3 (1)导体棒上产生的感应电动势 E. (2)R1 与 R2 消耗的电功率分别为多少? (3)拉 ab 棒的水平向右的外力 F 为多大? 解析 (1)ab 棒匀速切割磁感线,产生的电动势为:E=Blv=3 V R1R2 (2)电路的总电阻为:R=r+ =4 Ω R1+R2 E 3 由欧姆定律:I= = A R 4 U=E-Ir=1.5 V U2 3 电阻 R1 的功率:P1= = W R1 8 U2 3 电阻 R2 的功率:P2= = W R2 4 3 (3)由平衡知识得:F=BIl= N. 4 3 3 3 答案 (1)3 V (2) W W (3) N 8 4 4 四、电磁感应中的动力学问题 解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态,如速度、加速度取最大值 或最小值的条件等. 1.做好受力情况、运动情况的动态分析:导体运动产生感应电动势―→感应电流―→通电导体受 安培力―→合外力变化―→加速度变化―→速度变化―→感应电动势变化.周而复始循环,最终加 速度等于零,导体达到稳定运动状态. 2.利用好导体达到稳定状态时的平衡方程,往往是解答该类问题的突破口. 例 4 (双选)如图 4 所示,相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与

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