高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律图片课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律图片课件ppt，共49页。PPT课件主要包含了安培力，a＝0，最大值，运动的动态分析，其它形式的能，I2Rt，BCD，巩固基础，提升能力，ABC等内容，欢迎下载使用。
1．感应电流在磁场中受到 的作用，因此电磁感应问题往往跟 学问题联系在一起．解决这类问题需要综合应用电磁感应规律(法拉第电磁感应定律)及力学中的有关规律(牛顿运动定律、动能定理等)，分析时要特别注意 、速度v达到 时的特点．
一、电磁感应中的动力学问题
1．电磁感应现象的实质是 转化成电能．2．感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力 ，将 转化为 ，电流做功再将电能转化为 ．3．电流做功产生的热量用焦耳定律计算，公式为Q＝ .
二、电磁感应中的能量问题
题型一：电磁感应与动力学的综合
例1 如图所示，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＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻，一质量m＝0.1 kg，电阻r＝0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的均强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4 T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x＝9 m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：
(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.
【方法与知识感悟】电磁感应中的动力学问题分析1．两种状态处理(1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态．处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析．(2)导体处于非平衡态——加速度不为零．处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析．
2．电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系
例2 电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S＝1.15 m，两导轨间距L＝0.75 m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R＝1.5 Ω的电阻，磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r＝0.5 Ω，质量m＝0.2 kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr＝0.1 J．(g取10 m/s2)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力做的功；(2)金属棒下滑速度v＝2 m/s时的加速度a；
题型二：电磁感应与能量的综合
【方法与知识感悟】电磁感应中的能量转化问题1．电磁感应中的能量转化特点外力克服安培力做功，把机械能或其它能量转化成电能；感应电流通过电路做功又把电能转化成其它形式的能(如内能)．这一功能转化途径可表示为：
2．电能求解思路主要有三种(1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功．(2)利用能量守恒求解：其它形式的能的减少量等于产生的电能．(3)利用电路特征来求解：通过电路中所消耗的电能来计算．
例3 如图所示，一矩形金属框架与水平面成角θ＝37°，宽L＝0.4 m，上、下两端各有一个电阻R0＝2 Ω，框架的其它部分电阻不计，框架足够长，垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1.0 T．ab为金属杆，与框架良好接触，其质量m＝0.1 kg，电阻r＝1.0 Ω，杆与框架的动摩擦因数μ＝0.5.杆由静止开始下滑，在速度达到最大的过程中，上端电阻R0产生的热量Q0＝0.5 J(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8)．求：(1)流过R0的最大电流；(2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离；(3)在时间1 s内通过ab杆某横截面的最大电荷量．
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良好接触且无摩擦，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上放出的热量
【解析】棒加速上升时受到重力，拉力F及安培力．根据机械能守恒的条件可知力F与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量，A选项正确．
3． 如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求： (1)磁感应强度的大小； (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．
1．如图所示，光滑的“U”型金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好．磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域．现从图示位置由静止释放金属棒MN，当金属棒进入磁场B1区域后，恰好做匀速运动．以下说法中正确的有( )A．若B2＝B1，金属棒进入B2区域后将加速下滑B．若B2＝B1，金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑
C．若B2B1，金属棒进入B2区域后可能先减速后匀速下滑
【解析】金属棒从B1进入B2后速度不能瞬时变化，由于磁场方向发生了变化，产生的感应电流方向发生了变化，但安培力的方向不变．
*2.如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab.导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动．则( )A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能
3．风速仪的简易装置如图甲所示．在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速v的变化而变化．风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为v2，且v2>v1，则感应电流的峰值Im、周期T和电动势E的变化情况是( )
A．Im变大，T变小 B．Im变大，T不变C．Im变小，T变小 D．Im不变，E变大
*4.如图所示，边长为L的正方形金属线框在水平恒力F作用下运动，穿过方向垂直纸面向外的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度为d(d>L)．已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零．则线框进入磁场和穿出磁场的过程相比较，有( )A．产生的感应电流方向和大小均相同B．受到的安培力方向相反C．进入磁场过程中通过ab的电荷量等于穿出磁场过程中通过ab的电荷量D．进入磁场过程中产生的热量少于穿出磁场过程中产生的热量
*5.如图所示，质量为m，边长为L的正方形线框从某一高度自由落下后，通过一高度也为L的匀强磁场区域，不计空气阻力，则线框通过磁场过程中产生的焦耳热( )A．可能大于2mgLB．可能等于2mgLC．可能小于2mgLD．可能为零
【解析】从能量守恒的角度可知，A、B、C选项错误；有磁场时导体受到的安培力沿斜面向下，当速度为零时，所受安培力为零，D选项正确．
7．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)、两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面．运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2.不计空气阻力，则( )A．v1