2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第2章电磁感应知识整合与阶段检测课件

知识整合与阶段检测\n专题一　感应电流方向的判断(1)楞次定律是判断感应电流方向的普遍规律,而右手定则主要适用于导体切割磁感线产生感应电流的情况.(2)感应电流的“效果”总是要“阻碍”引起感应电流的“原因”,常见的有：阻碍原磁通量变化——减同增异；阻碍导体的相对运动——来拒去留；反抗线圈面积的变化——增缩减扩；阻碍原电流的变化(自感现象).(3)在电源内部,感应电流的方向由电源的负极指向正极,这是确定感应电动势方向的依据.\n[例证1]如图4－1所示,当磁场的磁感应强度B增强时,内、外金属环上的感应电流的方向应为()A．内环顺时针,外环逆时针B．外环顺时针,内环逆时针C．内、外环均为顺时针D．内、外环均为逆时针图4－1\n[解析]当磁场增强时,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍原磁场的增强,其方向必然与正在增强的磁场方向相反,即垂直纸面向外,再应用安培定则可得,回路中的感应电流方向为：外环逆时针,内环顺时针,正确选项为A.[答案]A\n专题二　电磁感应的图象问题1．电磁感应图象的意义图象可以帮助人们正确理解物体的运动过程.在电磁感应现象中,利用图象可以展现电磁感应过程,发现相关规律,求解相关问题.在电磁感应问题中涉及到的物体运动,往往是加速度变化的非匀变速直线运动,使用图象法可以简捷地求解结果.\n\n3．电磁感应图象的解题类型(1)由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象.(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相关物理量.4．电磁感应图象的处理方法常常需要利用右手定则、法拉第电磁感应定律与图象数值(坐标值、斜率、面积)对应,利用楞次定律、右手定则与图象正负值对应.\n[例证2]如图4－2甲所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图所示.当磁场的磁感应强度B随时间t做如图4－2乙所示的变化时,图4－3中能正确表示线圈中感应电动势E变化的是()图4－2\n图4－3\n[答案]A\n专题三　电磁感应中的力学问题(1)电磁感应中通过导体的感应电流,在磁场中将受到安培力的作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起,解决这类问题的基本方法是：①用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求回路中电流.③分析导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向).④列出动力学方程或平衡方程并求解.\n(2)电磁感应中力学问题,常常以导体棒在滑轨上运动的形式出现,要抓住受力情况、运动情况的动态分析,导体受力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→周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定运动状态,抓住a＝0时,速度v达到最大值的特点.\n[例证3]如图4－4所示,AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间距离为l,导轨平面与水平面的夹角为θ.在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度为B.在导轨的A、C端连接一个阻值为R的电阻.一根垂直于导轨放置的金属棒ab,质量为m,从静止开始沿导轨下滑.求ab棒的最大速度.(已知金属棒ab和导轨间的动摩擦因数为μ,导轨和金属棒的电阻不计)图4－4\n[解析]金属棒ab下滑时产生的感应电流方向和受力如图4－5所示,金属棒ab沿导轨下滑过程中受到重力mg、支持力FN、摩擦力Ff和安培力F安四个力作用.图4－5\n\n\n专题四　电磁感应中的能量转化问题无论是使闭合回路的磁通量发生变化,还是使闭合回路的部分导体切割磁感线,都要消耗其他形式的能量,转化为回路中的电能.这个过程不仅体现了能量的转化,而且体现了能量的守恒,使我们进一步认识包含电和磁在内的能量的转化和守恒定律的普遍性.解决这类问题的基本方法是：\n(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.(2)画出等效电路,列出回路中电阻消耗电功率表达式.(3)分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程.\n[例证4](2012·天津高考)如图4－6所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l＝0.5m,左端接有阻值R＝0.3Ω的电阻.一质量m＝0.1kg,电阻r＝0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B＝0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a＝2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x＝9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求：图4－6\n(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功WF.\n\n