2019-2020学年高中物理 第4章 电磁感应 章末总结课件 新人教版选修3-2

章末总结专题一安培定则、左手定则、右手定则的区别及楞次定律的另一种表述1.适用于不同现象安培定则又叫右手螺旋定则，适用于判定运动电荷或者电流产生的磁场方向；左手定则判定磁场对运动电荷或电流的作用力的方向；右手定则判定导体切割磁感线产生的感应电流的方向；楞次定律判定回路磁通量变化时感应电流或感应电动势的方向．2．左手定则和右手定则的因果关系不同左手定则是因为有电，结果是受力，即因电而动；右手定则是因为受力运动，而结果是有电，即因动而电．3．记忆方法：“力”的一撇向左，用左手定则判断力；“电”的最后一笔向右，用右手判断“电”，即力“左”电“右”．4．楞次定律的另一种表述：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流产生的原因，这种阻碍是安培力的阻碍．例1如图所示，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)，则下列判断正确的是()A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aC．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左解析：导线框进入磁场时，cd边切割磁感线，由右手定则可判断感应电流方向为a→d→c→b→a，导线框受到的安培力方向水平向左，A选项错误，D选项正确．导线框离开磁场时，ab边切割磁感线，由右手定则可判断感应电流方向为a→b→c→d→a，导线框受到的安培力方向水平向左，B、C选项均不正确．答案：D专题二电磁感应中的图象问题电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即Bt图象、Φt图象、Et图象和It图象．对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即Ex图象和Ix图象．图象问题大体可分为两类：(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象；(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．应用的规律：(1)利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小．(2)利用楞次定律或右手定则判定感应电流的方向．(3)应用公式F＝BIL和左手定则计算或判断安培力的大小或方向.例2将一段导线绕成如图甲所示的闭合电路，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()ABCD解析：由题图乙可知0～T2时间内，磁感应强度随时间线性变化，即ΔBΔt＝k(k是一个常数)，圆环的面积S不变，由E＝ΔΦΔt＝ΔB·SΔt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不变，ab边受到的安培力大小不变，从而可排除选项C、D；0～T2时间内，由楞次定律可判断出流过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．答案：B电磁感应中的能量问题1．电磁感应的本质——能量转化：电磁感应过程，实质上也是一个能量转化和守恒的过程．通过安培力做负功，将其他非电能转化为电能，同时又将转化来的电能进一步转化成其他非电能．因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化．2．利用功能关系求解电磁感应问题的基本方法(1)用法拉第电磁感应定律或导体切割磁感线公式确定感应电动势的大小，用楞次定律和右手定则判断感应电动势的方向．(2)画出等效电路，求解电路中相关参量，分析电路中能量转化关系．(3)研究导体机械能的转化，利用能量转化和守恒关系，列出机械功率与电路中电功率变化的守恒关系式．3．电磁感应中能量转化类型(1)机械能→电能→机械能＋内能．(2)化学能→电能→机械能＋内能．(3)非电能→电能→内能．1．如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用．金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是()A．作用在金属棒上各力的合力做功等于系统产生的电能B．重力做的功等于系统产生的电能C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D．金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热【答案】C【解析】根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故A错；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，所以B、D错，C对．2．(多选)如图所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端与一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上．质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端．若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计．则下列说法正确的是()A．金属杆上滑过程与下滑过程通过电阻R的电荷量一样多B．金属杆上滑过程中克服重力、安培力与摩擦力所做的功之和大于12mv20C．金属杆上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能一定相等D．金属杆在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热【答案】AC【解析】金属杆在轨道上滑行时平均电动势E＝ΔΦt＝BSt，通过的电荷量Q＝It＝BSRtt＝BSR，故上滑和下滑时通过电阻R的电荷量相同；根据能量守恒定律知，金属杆上滑过程中克服重力、安培力与摩擦力所做的功之和等于减少的动能12mv20，金属杆上滑过程与下滑过程中所受摩擦力大小相等，移动的位移大小相等，故因摩擦而产生的内能一定相等，根据能量守恒定律可知整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热和摩擦产生的内能之和，故A、C正确，B、D错误．