发布时间 : 星期一 文章人教版2020高中物理 第一章 电磁感应章末复习课学案 教科版选修3-2更新完毕开始阅读
第一章 电磁感应
[巩固层·知识整合]
[体系构建]
[核心速填]
1．“磁生电”的发现：法拉第发现“磁生电”． 2．感应电流产生条件：电路闭合、磁通量发生变化． 3．感应电流方向的判断：楞次定律、右手定则． ΔΦ4．感应电动势的大小：E＝n，E＝BLv.
Δt5．感应电动势的方向：电源内部电流的方向．
6．电磁感应中能量的转化：安培力做负功，其他形式的能转化为电能；安培力做正功，电能转化为其他形式的能．
7．自感现象
产生条件：线圈本身电流发生变化；
自感系数：由线圈本身性质决定；应用——日光灯． 8．涡流
涡流的防止和利用：电磁阻尼、电磁驱动．
[提升层·能力强化]
电磁感应中的动力学问题 通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，从而引起导体速度、加速度的变化． 1．基本方法
(1)由法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向． (2)求回路中的电流．
(3)分析导体受力情况(包括安培力在内的全面受力分析)．
1
(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程． 2．电磁感应中的动力学临界问题
(1)解决这类问题的关键是通过受力分析和运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度为最大值、最小值的条件．
E＝BLv(2)基本思路是：导体受外力运动―――→感应电动势――→感应电流―――→导体安培力―→合外力变化―→加速度变化―→速度变化―→临界状态―→列式求解．
如图1-1所示，线圈abcd每边长l＝0.20 m，线圈质量m1＝0.10 kg、电阻R＝0.10 Ω，重物质量为m2＝0.14 kg.线圈上方的匀强磁场磁感应强度B＝0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为h＝0.20 m．重物从某一位置下降，使ab边进入磁场开始做匀速运动，求线圈做匀速运动的速度．
EI＝RF＝BIL
图1-1
【解析】 线圈在匀速上升时受到的安培力F安、绳子的拉力F和重力m1g相互平衡，即F＝F安＋m1g 重物受力平衡：F＝m2g EBlv RR① ② ③ ④
线圈匀速上升，在线圈中产生的感应电流I＝＝线圈受到向下的安培力F安＝BIl 联立①②③④式解得v＝【答案】 4 m/s
[一语通关] 电磁感应中力学问题的解题技巧 (1)将安培力与其他力一起进行分析． m2－m1gR＝4 m/s.
B2l2
(2)要特别注意安培力的大小和方向都有可能变化，不像重力或其他力一样是恒力． (3)列出稳定状态下的受力平衡方程往往是解题的突破口． [针对训练] 1．(多选)如图1-2甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里磁感应强度大小为B的匀强磁场．现将一质量为m、边长为l的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场方向垂直，且bc边与磁场边界MN重合．对线框施加一按图1-2乙所示规律变化的水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t＝0时，拉力大小为F0；线框的ad边与磁场边
2
界MN重合时，拉力大小为3F0.则( )
甲 乙
图1-2
2F0
A．线框的加速度为
mB．线框的ad边出磁场时的速度为C．线框在磁场中运动的时间为D．线框的总电阻为Bl22
2F0l
mml F0
l 2mF0
BD [t＝0时刻，感应电动势E＝0，感应电流I＝0，安培力F安＝BIL＝0.由牛顿第二定律得F0＝ma，得a＝，A错误；根据公式v＝2al，得v＝
F0m2
2F0lm，B正确；根据运动学
v公式得t＝＝
a得R＝Bl22
2mlB2l2v，C错误；线框的ad边与磁场边界MN重合时，根据3F0－＝ma，F0Rl，D正确．] 2mF0
电磁感应中的电路问题 电磁感应问题往往和电路问题联系在一起，解决这类问题的基本方法是： 1．确定电源，产生感应电动势的那部分电路就相当于电源，利用法拉第电磁感应定律确定其电动势的大小，利用右手定则或楞次定律确定其方向以及感应电流的方向，需要强调的是：在电源内部电流是由负极流向正极的，在外部从正极流向外电路，并由负极流入电源．
2．分析电路结构，画出等效电路图，这一步关键是“分析”的到位与准确，承上启下，为下一步的处理做好准备．
3．利用电路规律求解，主要还是利用欧姆定律、串并联电路中电功、电热之间的关系等．
4．注意：电源两极间的电压为路端电压．
如图1-3所示，粗细均匀的金属环的电阻为R，可绕轴O转动的金属杆OA的电
阻为，杆长为l，A端与环相接触，一阻值为的定值电阻分别与杆的端点O及环边缘D连
42
RR 3
接．杆OA在垂直于环面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度ω顺时针转动．求电路中总电流的变化范围．
图1-3
【解析】 设OA杆转至题中所示位置时，金属环A、D间的两部分电阻分别为R1、R2，其等效电路如图所示，则电路中的总电流为
1
Bωl22EER1R2
I＝＝＝，式中R并＝.因为R1
R总RR3R1＋R2
＋＋R并R＋R并244＋R2＝R为定值，故当R1＝R2时，R并有最大值，最大值为；
4当R1＝0或R2＝0时，R并有最小值，最小值为0，因此电流的最小值和最大值分别为
11Bωl2Bωl22222Bωl2BωlImin＝＝，Imax＝＝.
312R33RR＋RR＋0444
2Bωl22Bωl所以≤I≤.
2R3R2
Bωl22Bωl【答案】 ≤I≤
2R3RR[一语通关] 电磁感应中电路问题的分析方法 1明确电路结构，分清内、外电路. ΔΦ2根据产生感应电动势的方式计算感应电动势的大小，如果是磁场变化，由E＝Δt计算；如果是导体切割磁感线，由E＝Blv计算. 3根据楞次定律判断感应电流的方向. 4根据电路组成列出相应的方程式. [针对训练] 2．粗细均匀的电阻丝围成的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的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是 ( )
4