教科版高中物理选择性必修第二册第2章章末综合提升课件

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第二章　电磁感应及其应用章末综合提升巩固层｜知识整合01提升层｜题型探究02主题1　右手定则、左手定则、安培定则和楞次定律主题2　法拉第电磁感应定律的理解与应用主题3　电磁感应中力电综合问题主题1　右手定则、左手定则、安培定则和楞次定律1．适用于不同现象(“左”判“力”，“右”判“电”，安培定则“磁感线”)安培定则适用于运动电荷或电流产生的磁场；左手定则判定磁场对运动电荷或通电导线作用力的方向；右手定则判定部分导体切割磁感线产生的感应电流的方向；楞次定律判断电磁感应中感应电流的方向。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”。【典例1】　(多选)如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是(　　)A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动√√AD　[根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场，开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的感应电流，根据安培定则，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；开关闭合并保持一段时间后，直导线上没有感应电流，故小磁针的N极指向北，B、C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由北向南的电流，这时直导线上方的磁场垂直纸面向外，故小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确。]开关闭合断开瞬间，由于电磁感应现象产生感应电流的磁场；开关闭合一段时间后无感应电流，小磁针在地磁场的作用下，沿南北指向。  【典例2】　把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a、电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触。当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求：(1)金属棒上电流的大小和方向及金属棒两端的电压UMN；   主题3　电磁感应中力电综合问题1．安培力做功及对应的能量转化关系(1)电动机模型：如图甲所示，回路通电后导体棒中存在电流，受到安培力的作用而向右运动。通过安培力做功，电能转化为导体棒的机械能。甲　　　　　　　　乙(2)发电机模型：如图乙所示，导体棒因向右运动而产生感应电流，受到安培力的阻碍作用。通过克服安培力做功，机械能转化为回路的电能。综上所述，安培力做功是电能和其他形式的能之间相互转化的桥梁。2．分析电磁感应中力电综合问题的基本步骤(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，搞清电路结构，确定电流，求出回路中电阻消耗电功率的表达式。(3)分析导体受力及各力做功情况，用牛顿运动定律、动能定理或能量守恒定律，得到所满足的方程。【典例3】　(2022·江西新余一中高二下月考)如图所示装置由水平轨道、倾角θ＝37°的倾斜轨道连接而成，轨道所在空间存在磁感应强度大小为B＝1 T，方向竖直向上的匀强磁场。质量m＝0.035 kg、长度L＝0.1 m、电阻R＝0.025 Ω 的导体棒ab置于倾斜轨道上，刚好不下滑；质量、长度、电阻与棒ab相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上，用F＝2.0 N的恒力拉棒cd，使之在水平轨道上从静止向右运动。棒ab、cd与导轨垂直，且两端与导轨保持良好接触，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2。(1)求棒ab与导轨间的动摩擦因数μ；[解析]　当ab刚好不下滑时，静摩擦力沿导轨向上且达到最大，由平衡条件得mg sin 37°＝μmg cos 37°，则μ＝tan 37°＝0.75。[答案]　0.75　 (3)若从cd棒刚开始运动到ab棒刚要上滑的过程中，cd棒在水平轨道上移动的距离x＝0.55 m，求此过程中ab棒上产生的热量Q和此过程中cd棒的运动时间。