
人教版高中物理選修二第二章《電磁感應(yīng)》章末復(fù)習(xí)CONTENTS知識(shí)清單楞次定律楞次定律右手定則右手定則的內(nèi)容右手定則與楞次定律的關(guān)系右手定則、左手定則、安培定則的區(qū)別楞次定律的內(nèi)容楞次定律的應(yīng)用“增反減同“的應(yīng)用“增縮減擴(kuò)“的應(yīng)用”來(lái)拒去留“的應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小適用于一切電磁感應(yīng),多用于計(jì)算平均值適用于B、L、v互相垂直電磁感應(yīng)中的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路分析電磁感應(yīng)中的電荷量問(wèn)題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的綜合問(wèn)題分析電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象渦流、電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)互感現(xiàn)象自感現(xiàn)象自感電動(dòng)勢(shì)自感系數(shù)自感現(xiàn)象的應(yīng)用通電自感斷電自感重點(diǎn)突破1.適用于不同現(xiàn)象(“左”判“力”,“右”判“電”,安培定則“磁感線(xiàn)”)安培定則適用于運(yùn)動(dòng)電荷或電流產(chǎn)生的磁場(chǎng);左手定則判定磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷或通電導(dǎo)線(xiàn)作用力的方向;右手定則判定部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向;楞次定律判斷電磁感應(yīng)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向。2.左手定則和右手定則的因果關(guān)系不同左手定則是因?yàn)橛须?結(jié)果是受力,即“因電而動(dòng)”;右手定則是因?yàn)槭芰\(yùn)動(dòng),而結(jié)果是有電,即“因動(dòng)而電”?!纠}1】 圓形導(dǎo)體線(xiàn)圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線(xiàn)管b,二者軸線(xiàn)重合,螺線(xiàn)管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng),下列表述正確的是( )A.線(xiàn)圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B.穿過(guò)線(xiàn)圈a的磁通量變小C.線(xiàn)圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)D.線(xiàn)圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大答案:D解析:通過(guò)螺線(xiàn)管b的電流如圖所示,根據(jù)安培定則判斷出螺線(xiàn)管b所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下?;琍向下滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小,電流增大,螺線(xiàn)管b所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大。根據(jù)楞次定律可知,a線(xiàn)圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向豎直向上,再由安培定則可得線(xiàn)圈a中的電流方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針?lè)较?A錯(cuò)誤。由于螺線(xiàn)管b中的電流增大,所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,穿過(guò)線(xiàn)圈a中的磁通量應(yīng)變大,B錯(cuò)誤。根據(jù)楞次定律可知,線(xiàn)圈a有縮小的趨勢(shì),線(xiàn)圈a對(duì)水平桌面的壓力增大,C錯(cuò)誤,D正確?!咀兪接?xùn)練 1】(多選)如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌跟大線(xiàn)圈M相連,導(dǎo)軌上垂直放一根導(dǎo)線(xiàn)ab,磁感線(xiàn)垂直于導(dǎo)軌所在平面,欲使M所包圍的小閉合線(xiàn)圈N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況可能是( )A.勻速向右運(yùn)動(dòng) B.加速向右運(yùn)動(dòng)C.減速向右運(yùn)動(dòng) D.加速向左運(yùn)動(dòng)答案: CD 解析 :導(dǎo)線(xiàn)ab勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線(xiàn)ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流恒定不變,大線(xiàn)圈M產(chǎn)生的磁場(chǎng)恒定不變,穿過(guò)小線(xiàn)圈N中的磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤; 導(dǎo)線(xiàn)ab加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線(xiàn)ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流增加,由右手定則判斷出來(lái)ab電流方向由a→b,根據(jù)安培定則判斷可知,M產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,穿過(guò)N的磁通量增大,由楞次定律判斷得知,線(xiàn)圈N產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,不符合題意,故B錯(cuò)誤;導(dǎo)線(xiàn)ab減速向右運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線(xiàn)ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流減小,由右手定則判斷出來(lái)ab電流方向由a→b,根據(jù)安培定則判斷可知,M產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,穿過(guò)N的磁通量減小,由楞次定律判斷得知,線(xiàn)圈N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,故C正確;導(dǎo)線(xiàn)ab加速向左運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線(xiàn)ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流增加,由右手定則判斷出來(lái)ab電流方向由b→a,根據(jù)安培定則判斷可知,M產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,穿過(guò)N的磁通量增大,由楞次定律判斷得知,線(xiàn)圈N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,故D正確?;芈分械牟糠謱?dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源。因此,電磁感應(yīng)問(wèn)題往往和電路問(wèn)題聯(lián)系在一起,解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問(wèn)題的基本方法是:1.明確哪一部分電路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),則這部分電路就是等效電源,該部分電路的電阻是電源的內(nèi)阻,而其余部分電路則是用電器,是外電路。2.分析電路結(jié)構(gòu),畫(huà)出等效電路圖。3.用法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,再運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功、電熱等知識(shí)求解。 1.電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵在于通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析來(lái)尋找過(guò)程中的臨界狀態(tài),如速度、加速度取最大值或最小值的條件等。(1)做好受力情況、運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析:導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化。周而復(fù)始循環(huán),最終加速度等于零,導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)利用好導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的平衡方程,往往是解答該類(lèi)問(wèn)題的突破口。2.電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題(1)用能量觀點(diǎn)解決電磁感應(yīng)問(wèn)題的基本思路首先做好受力分析和運(yùn)動(dòng)分析,明確哪些力做功,是做正功還是負(fù)功,再明確有哪些形式的能量參與轉(zhuǎn)化,如何轉(zhuǎn)化(如滑動(dòng)摩擦力做功,必然有內(nèi)能出現(xiàn);重力做功,必然有重力勢(shì)能參與轉(zhuǎn)化;安培力做負(fù)功的過(guò)程中有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,安培力做正功的過(guò)程中有電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能)。(2)求解電能的三種方法利用克服安培力做功求解:電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功。利用能量守恒求解:其他形式的能的減少量等于產(chǎn)生的電能。利用電路特征來(lái)求解。【例題3】 (多選)如圖所示,MN和PQ是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌,已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),且電阻不計(jì)。ab是一根與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿。開(kāi)始時(shí),將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),讓桿ab由靜止開(kāi)始自由下落,一段時(shí)間后,再將S閉合,若從S閉合開(kāi)始計(jì)時(shí),則金屬桿ab的速度v隨時(shí)間t變化的圖像可能是( )答案:ACD 【例4】 (多選)如圖所示,一粗糙的平行金屬軌道平面與水平面成θ角,兩軌道上端用一電阻R相連,該裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上。質(zhì)量為m的金屬桿ab以初速度v0從軌道底端向上滑行,滑行到某高度h后又返回底端。若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,軌道與金屬桿的電阻均忽略不計(jì)。則下列說(shuō)法正確的是( )A.金屬桿ab上滑過(guò)程與下滑過(guò)程通過(guò)電阻R的電荷量一樣多B.金屬桿ab上滑過(guò)程中克服重力、安培力與摩擦力所做功之和大于 C.金屬桿ab上滑過(guò)程與下滑過(guò)程因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能一定相等D.金屬桿ab在整個(gè)過(guò)程中損失的機(jī)械能等于裝置產(chǎn)生的焦耳熱答案 : AC 【變式訓(xùn)練2】 (多選)如圖所示,相距為l的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,上端接有定值電阻R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放,當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)。此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力,并保持拉力的功率恒為P,導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,重力加速度為g。下列選項(xiàng)正確的是( )A.P=2mgvsin θ B.P=3mgvsin θD.在導(dǎo)體棒速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功答案:AC 解析:當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到v時(shí),對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析,如圖所示。當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到2v時(shí),對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析,如圖所示。由①②可得F=mgsin θ功率P=F·2v=2mgvsin θ,故A正確,B錯(cuò)誤。當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到2v時(shí),安培力等于拉力和mgsin θ之和,所以以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力和重力做功之和,故D錯(cuò)誤?!纠}5】 如圖所示,三條平行虛線(xiàn)位于紙面內(nèi),中間虛線(xiàn)兩側(cè)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向。菱形閉合導(dǎo)線(xiàn)框ABCD 位于紙面內(nèi)且對(duì)角線(xiàn)AC與虛線(xiàn)垂直,磁場(chǎng)寬度與對(duì)角線(xiàn)AC長(zhǎng)均為d?,F(xiàn)使線(xiàn)框沿AC方向勻速穿過(guò)磁場(chǎng),以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流的正方向,則從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到A點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中,線(xiàn)框中電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系可能是( )答案:D 解析:本題疑難點(diǎn)在于導(dǎo)線(xiàn)框同時(shí)處于兩個(gè)磁場(chǎng)中時(shí)情況的判斷。導(dǎo)線(xiàn)框ABCD在進(jìn)入左邊磁場(chǎng)時(shí),由楞次定律和安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向應(yīng)為正方向,選項(xiàng)B、C不可能;當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)框ABCD一部分在左磁場(chǎng)區(qū),另一部分在右磁場(chǎng)區(qū)時(shí),回路中的最大電流要加倍,方向與剛進(jìn)入時(shí)的方向相反,選項(xiàng)D可能,選項(xiàng)A不可能。思想方法1.等效電路思想2.能量守恒思想機(jī)械能電能機(jī)械能內(nèi)能安培力做功1.探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小影響因素實(shí)驗(yàn)控制變量法2.導(dǎo)體棒動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析技巧對(duì)導(dǎo)體棒受力分析理清各力學(xué)量之間的關(guān)系應(yīng)用規(guī)律解題根據(jù)力、加速度、速度之間相互關(guān)系選用牛頓第二定律或動(dòng)能定理解題3.系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱和機(jī)械能變化問(wèn)題分析技巧(1)系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱:根據(jù)安培力做的功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量結(jié)合動(dòng)能定理分析(2)機(jī)械能變化:除重力和彈簧彈力之外的力做的功等于機(jī)械能的變化量鞏固提升鞏固提升人教版高中物理選修二課程結(jié)束
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