高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 电磁感应定律的应用评课ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 电磁感应定律的应用评课ppt课件，共53页。PPT课件主要包含了课前·自主预习，法拉第发电机，法拉第，闭合电路，a→O，电磁阻尼应用，电磁阻尼，微思考，感应电流的应用，感应电流等内容，欢迎下载使用。

1．法拉第发电机的原理：如图所示是________做成的世界上第一台发电机模型的原理图．把一个铜盘放在磁场里，使磁感线________穿过铜盘；转动铜盘，就可以使___________获得持续的电流．
2．感应电动势的大小(1)如图所示，铜盘可以看作由无数根长度等于铜盘半径的导体棒组成，导体棒在转动过程中要________磁感线．
3．感应电动势的方向：导体Oa在转动切割磁感线时产生感应电动势，相当于________．如果它与用电器连接构成闭合电路，则产生感应电流的方向由________(右手定则)．而电源内部电流方向是由负极流向正极，所以O为电动势的________，a为电动势的________．
法拉第圆盘发电机的示意图如图所示，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是(　　)
A．若圆盘转动的角速度均匀增加，则电流大小恒定B．若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿b到a的方向流过RC．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率变为原来的4倍【答案】D
1．概念：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到______ ___，安培力的方向总是________导体运动的现象．2．应用：磁电式仪表中利用____________使指针迅速停止到某位置，便于读数．
如图所示，磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是什么？【答案】线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，也就是涡流．涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来．这样做的目的是利用涡流起电磁阻尼的作用．
(多选)一块铜片置于如图所示的磁场中，如果用力把这块铜片从磁场中拉出或把它进一步推入，在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力，下列叙述正确的是(　　)A．拉出时受到阻力B．推入时受到阻力C．拉出时不受磁场力D．推入时不受磁场力
【答案】AB【解析】铜片无论被拉出还是被推入，由于电磁感应，铜片中都会产生感应电流，所受安培力阻碍相对运动，产生电磁阻尼效果，所以A、B正确．
1．概念：磁场相对导体转动时，导体中产生_____________，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来的现象．2．应用：交流________电动机．
老师做了一个物理小实验让学生观察：一个轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，如图所示．老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环．同学们看到的现象是什么？
【答案】右环闭合，在磁铁插向右环的过程中可产生感应电流，环受安培力作用，横杆转动；左环不闭合，无感应电流，无安培力，插左环会保持静止．
某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理如图所示，若发现钻头M突然向右运动，则可能是(　　)A．开关S由断开到闭合的瞬间B．开关S由闭合到断开的瞬间C．保持开关S闭合，滑动变阻器滑片P加速向右滑动D．保持开关S闭合，滑动变阻器滑片P匀速向右滑动
【答案】A【解析】若发现钻头M突然向右运动，则两螺线管互相排斥，根据楞次定律可知，可能是开关S由断开到闭合的瞬间，或开关S闭合，滑动变阻器滑片P向左滑动， A正确．
1．转动切割电动势的推导如图所示，长为l的导体棒ab以a为圆心，以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，其感应电动势可从两个角度推导．
例1　(多选)如图所示，半径为L的半圆弧轨道PQS固定，电阻忽略不计，O为圆心．OM是可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好，OM金属杆的电阻与OP金属杆的阻值相同．空间存在如图的匀强磁场，磁感应强度的大小为B．现使OM从OQ位置以恒定的角速度ω逆时针转到OS位置，则该过程(　　)
电磁感应现象中的能量转化(1)与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电阻的内能．(2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能．克服安培力做多少功，就产生多少电能．若电路是纯电阻电路，转化过来的电能也将全部转化为电阻的内能．
例2　(多选)如图所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为θ，导轨下端接有电阻R，匀强磁场垂直斜面向上．质量为m、电阻不计的金属棒ab在沿斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h，在这个过程中(　　)
A．金属棒所受各力的合力所做的功等于零B．金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和C．恒力F与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热之和D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热【答案】AD
【解析】棒匀速上升的过程有三个力做功：恒力F做正功、重力G做负功、安培力F安做负功．根据动能定理：W＝WF＋WG＋W安＝0，故A正确，B错误；恒力F与重力G的合力所做的功等于棒克服安培力做的功．而棒克服安培力做的功等于回路中电能转化成的焦耳热，克服安培力做功与焦耳热不能重复考虑，故C错误，D正确．
变式2　水平放置的光滑平行导轨上放置一根长为L、质量为m的导体棒ab，ab处在磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场中，导轨的一端接一阻值为R的电阻，导轨及导体棒电阻不计．现使ab在水平恒力F作用下由静止沿导轨向右运动，当通过的位移为s时，ab达到最大速度vm.此时撤去外力，最后ab静止在导轨上．在ab运动的整个过程中，下列说法正确的是(　　)A．撤去外力后，ab做匀减速运动B．合力对ab做的功为Fs
电磁感应现象中的“阻碍”是能量守恒的具体体现，在这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能． 电磁感应中焦耳热的计算技巧(1)电流恒定时，根据焦耳定律求解，即Q＝I2Rt.(2)感应电流变化，可用以下方法分析：①利用动能定理，求出克服安培力做的功，产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即Q＝W安．②利用能量守恒，即感应电流产生的焦耳热等于其他形式能量的减少，即Q＝ΔE其他．
1．对于图像问题，搞清物理量之间的函数关系、变化范围、初始条件、斜率的物理意义等，往往是解题的关键．2．解决图像问题的一般步骤．(1)明确图像的种类，即是B－t图像还是Φ－t图像，或者E－t图像、I－t图像、F－t图像等．(2)分析电磁感应的具体过程．
例3　穿过某单匝线圈的磁通量Φ 随时间t变化的规律如图所示，该线圈中产生的感应电动势为(　　)A．1 VB．2 VC．3 VD．4 V【答案】B
例4　如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，若规定顺时针方向为感应电流的正方向，下列各图中正确的是(　　)
1．如图甲所示，闭合的圆线圈放在匀强磁场中，t＝0时磁感线垂直线圈平面向里穿过线圈，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示，则在0～2 s内线圈中感应电流的大小和方向为(　　)A．逐渐增大，逆时针方向B．逐渐减小，顺时针方向C．大小不变，顺时针方向D．大小不变，先顺时针方向后逆时针方向
【答案】C【解析】因为B－t图像的斜率不变，所以感应电流恒定．根据楞次定律判断电流方向为顺时针方向．
2．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并接触良好且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于(　　)A．棒的机械能增加量B．棒的动能增加量C．棒的重力势能增加量D．电阻R上产生的热量
【答案】A【解析】棒加速上升时受到重力、拉力F及安培力．根据功能关系可知，力F与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量，A正确．
5．如图所示，长为L1、宽为L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直，求将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中：(1)拉力F的大小；(2)线圈中产生的电热Q.