打包（课件2）含实验视频-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（沪科版选修3-2）

学案4 电磁感应的案例分析　 第一章 电磁感应与现代生活 1 知识回顾 求平均感应电动势 △t近于0时，E为瞬时感应电动势 求平均感应电动势,v是平均速度 求瞬时感应电动势，v是瞬时速度 电动机转动时产生的感应电动势总要削弱电源产生的电流 案例分析－－反电动势 案例分析－－反电动势 V 此电动势和外加电压方向相反. 故称之为反电动势。 1. 能量转化：线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为机械能。 2.说明： ①正因为反电动势的存在,所以电动机中欧姆定律不成立。 ②电动机停止转动时就没有了反电动势，电动机可能会因电流过大烧毁 案例分析－－反电动势 1．确定所研究的回路，明确回路中相当于电源的部分和相当于外电路的部分，画出等效电路图． 3．运用闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串并联电路的电压、电流、电阻特点，电功率公式等进行计算求解． 2．由楞次定律或右手定则判断感应电动势的方向，由法拉第电磁感应定律或导体切割磁感线公式写出感应电动势表达式． 案例分析－－电磁感应中的电路问题 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 用电阻为18 Ω的均匀导线弯成图中直径D＝0.80 m的封闭金属圆环，将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B＝0.50 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．一根每米电阻为1.25 Ω的直导线PQ，沿圆环平面向左以3.0 m/s的速度匀速滑行 (忽略接触处的电阻)，当它通过环上A、B位置时，求：  (1)直导线AB段产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流的方向． (2)此时圆环的路端电压． (1)由题意可知l＝0.8 m，E＝Blv＝1.2 V 方向由A到B (2)设棒有效电阻为r，AB左边电阻为R1，右边为R2 P Q 1．电磁感应现象中的能量守恒 2．电磁感应现象中的能量转化方式 电磁感应现象中，感应电流总要阻碍导体和磁场的相对运动．在这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能． 电磁感应中的电能是通过克服安培力做功转化过来的，所以克服安培力做多少功，就产生多少电能． 案例分析－－电磁感应中的能量转化问题 3．分析求解电磁感应现象中能量问题的一般思路： (1)分析回路，分清电源和外电路． (2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化．如： ①有摩擦力做功，必有内能产生； ②有重力做功，重力势能必然发生变化； ③克服安培力做功，必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能； (3)列有关能量的关系式． 案例分析－－电磁感应中的能量转化问题 4．电磁感应中焦耳热的计算技巧 (1)感应电路中电流恒定，则电阻产生的焦耳热等于电流通过电阻做的功，即Q＝I2Rt. (2)感应电路中电流变化，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． 案例分析－－电磁感应中的能量转化问题 如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽L＝0.5 m，框的电阻不计，匀强磁场的磁感应强度B＝1T，方向与框面垂直，金属棒MN的质量为100 g，电阻为1 Ω，现让MN无初速的释放并与框保持接触良好的竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一截面的电荷量2C，求此过程回路中产生的电能为多少？(g＝10 m/s2) M N 由①②③解得：E＝3.2 J 2 2　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 F F mg F安 FN W＝WF＋WG＋W安＝0 A对B错 Q＝ －W安＝WF＋WG C错D对 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 谢谢观看! 金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零时速度达到最大， 根据平衡条件得mg＝eq \f(B2I2vm,R)① 在下落过程中，金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E， 由能量守恒定律得mgh＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,m)＋E② 通过导体某一横截面的电量为q＝eq \f(Bhl,R)③ 1．如图所示，是两个互连的金属圆环，小金属圆环的