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1、章末整合章末整合2021/8/11 星期三1知 识 网 络2021/8/11 星期三2专题一楞次定律的理解和一楞次定律的理解和应用用1楞楞次次定定律律解解决决的的问题是是感感应电流流的的方方向向问题，它它涉涉及及两两个个磁磁场，感感应电流流的的磁磁场(新新产生生的的磁磁场)和和引引起起感感应电流流的的磁磁场(原原来来就就有有的的磁磁场)，前前者者和和后后者者的的关关系系不不是是“同同向向”和和“反反向向”的的简单关系，而是前者关系，而是前者“阻碍阻碍”后者后者“变化化”的关系的关系2对“阻碍意阻碍意义的理解的理解”(1)阻阻碍碍原原磁磁场的的变化化“阻阻碍碍”不不是是阻阻止止，而而是是“延延缓
2、”，感感应电流流的的磁磁场不不会会阻阻止止原原磁磁场的的变化化，只只能能使使原原磁磁场的的变化化被被延延缓或或者者说被被迟滞滞了了，原原磁磁场的的变化化趋势不不会会改改变，不不会会发生生逆逆转热 点 专 题2021/8/11 星期三3(2)阻阻碍碍的的是是原原磁磁场的的变化化，而而不不是是原原磁磁场本本身身，如如果果原原磁磁场不不变化，即使它再化，即使它再强强，也不会，也不会产生感生感应电流流(3)阻阻碍碍不不是是相相反反，当当原原磁磁通通量量减减小小时，感感应电流流的的磁磁场与与原原磁磁场同同向向，以以阻阻碍碍其其减减小小；当当磁磁体体远离离导体体运运动时，导体体运运动将和磁体运将和磁体运动
3、同向，以阻碍其相同向，以阻碍其相对运运动(4)由由于于“阻阻碍碍”，为了了维持持原原磁磁场的的变化化，必必须有有外外力力克克服服这一一“阻阻碍碍”而而做做功功，从从而而导致致其其他他形形式式的的能能量量转化化为电能能，因因而楞次定律是能量而楞次定律是能量转化和守恒定律在化和守恒定律在电磁感磁感应中的体中的体现2021/8/11 星期三43运用楞次定律运用楞次定律处理理问题的思路的思路(1)判定感判定感应电流方向流方向问题的思路的思路运运用用楞楞次次定定律律判判定定感感应电流流方方向向的的基基本本思思路路可可以以总结为“一原、二感、三一原、二感、三电流流”明明确确原原磁磁场：弄弄清清原原磁磁场的
4、的方方向向以以及及磁磁通通量量的的变化化情情况况确确定定感感应磁磁场：即即根根据据楞楞次次定定律律中中的的“阻阻碍碍”原原则，结合合原原磁磁场磁磁通通量量变化化情情况况，确确定定出出感感应电流流产生生的的感感应磁磁场的的方方向向判判定定电流流方方向向：即即根根据据感感应磁磁场的的方方向向，运运用用安安培培定定则判断出感判断出感应电流方向流方向2021/8/11 星期三5(2)判判断断闭合合电路路(或或电路路中中可可动部部分分导体体)相相对运运动类问题的分析策略的分析策略在在电磁磁感感应问题中中，有有一一类综合合性性较强强的的分分析析判判断断类问题，主主要要是是磁磁场中中的的闭合合电路路在在一一
5、定定条条件件下下产生生了了感感应电流流，而而此此电流流又又处于于磁磁场中中，受受到到安安培培力力作作用用，从从而而使使闭合合电路路或或电路路中可中可动部分的部分的导体体发生了运生了运动2021/8/11 星期三6 如如图所所示示是是著著名名物物理理学学家家费曼曼设计的的一一个个实验，在在一一块绝缘板板中中部部安安装装一一个个线圈圈，并并接接有有电源源，板板的的四四周周有有许多多带负电的的小小球球将将整整个个装装置置悬挂挂起起来来当当接接通通开开关关瞬瞬间，整个，整个圆盘将将(自上而下看自上而下看)()例例 12021/8/11 星期三7A顺时针转动一下一下 B逆逆时针转动一下一下C顺时针不断不
6、断转动 D逆逆时针不断不断转动解解析析：开开关关接接通通瞬瞬间，穿穿过带电小小球球所所在在空空间向向下下的的磁磁通通量量突突然然增增加加，由由楞楞次次定定律律知知，在在带电小小球球所所处空空间将将产生生逆逆时针方方向向(从从上上往往下下看看)的的电动势(确确切切讲，应为逆逆时针方方向向电场)，从从而而使使带负电小小球球受受到到顺时针方方向向作作用用力力由由于于该变化化是是瞬瞬间的，故的，故选A.答案：答案：A2021/8/11 星期三8专题二二电磁感磁感应中的力学中的力学问题通通过导体体的的感感应电流流在在磁磁场中中将将受受到到安安培培力力作作用用，从从而而引引起起导体速度、加速度的体速度、加
7、速度的变化化(1)基本方法基本方法用用法法拉拉第第电磁磁感感应定定律律和和楞楞次次定定律律求求出出感感应电流流的的方方向向和感和感应电动势的大小的大小求出回路中求出回路中电流的大小流的大小分分析析研研究究导体体受受力力情情况况(包包括括安安培培力力，用用左左手手定定则确确定定其方向其方向)列出列出动力学方程或者平衡方程求解力学方程或者平衡方程求解2021/8/11 星期三9(2)基本思路基本思路电磁磁感感应力力学学问题中中，要要抓抓好好受受力力情情况况、运运动情情况况的的动态分分析析：导体体受受力力运运动产生生感感应电动势感感应电流流通通电导体体受受到到安安培培力力合合外外力力变化化加加速速度
8、度变化化速速度度变化化，周周而而复复始始的的循循环，循循环结束束时，加加速速度度为零零，导体体达达稳定定状状态，速速度度达达到到最最值2021/8/11 星期三10 如如图所所示示，线圈圈abcd每每边长l0.20 m，线圈圈质量量m10.10 kg、电阻阻R0.10，重重物物质量量为m20.14 kg.线圈圈上上方方的的匀匀强强磁磁场磁磁感感应强强度度B0.5 T，方方向向垂垂直直线圈圈平平面面向向里里，磁磁场区区域域的的宽度度为h0.20 m重重物物从从某某一一位位置置下下降降，使使ab边进入入磁磁场开开始始做做匀匀速速运运动，求求线圈圈做做匀匀速速运运动的的速度速度(g10 m/s2)例
9、例 22021/8/11 星期三11答案：答案：4 m/s 2021/8/11 星期三12专题三三电磁感磁感应中的中的电路路问题在在电磁磁感感应中中，切切割割磁磁感感线的的导体体或或磁磁通通量量变化化的的回回路路将将产生感生感应电动势，该导体或回路相当于体或回路相当于电源源解决解决电路路问题的基本方法：的基本方法：用用法法拉拉第第电磁磁感感应定定律律或或楞楞次次定定律律确确定定感感应电动势的的大大小和方向小和方向画出等效画出等效电路路图运运用用闭合合电路路欧欧姆姆定定律律、串串并并联电路路性性质，电功功率率等等公公式式进行求解行求解2021/8/11 星期三13 用用相相同同导线绕制制的的边长
10、为L或或2L的的四四个个闭合合导体体线框框，以以相相同同的的速速度度匀匀速速进入入右右侧匀匀强强磁磁场，如如下下图所所示示在在每每个个线框框进入入磁磁场的的过程程中中，M、N两两点点间的的电压分分别为Ua、Ub、Uc和和Ud.下列判断正确的是下列判断正确的是()AUaUbUcUd BUaUbUdUcCUaUbUcUd DUbUaUdUc例例 32021/8/11 星期三14答案：答案：B 2021/8/11 星期三15专题四四电磁感磁感应中的中的图象象问题电磁磁感感应中中常常常常涉涉及及磁磁感感应强强度度、磁磁通通量量、感感应电动势、感感应电流、安培力或外力随流、安培力或外力随时间变化的化的图
11、象象这些些图象象问题大体上可以分大体上可以分为两两类：由由给定的定的电磁感磁感应过程程选出或画出正确出或画出正确图象象由由给定定的的有有关关图象象分分析析电磁磁感感应过程程，求求解解相相应的的物物理理量量不不管管是是何何种种类型型，电磁磁感感应中中的的图象象问题往往往往需需要要综合合右右手手定定则、左左手手定定则、楞楞次次定定律律和和法法拉拉第第电磁磁感感应定定律律等等规律律分分析解决析解决2021/8/11 星期三16 (2020汕汕头头校校级级三三模模)如如图图，一一载载流流长长直直导导线线和和一一矩矩形形导导线线框框固固定定在在同同一一平平面面内内，线线框框在在长长直直导导线线右右侧侧，
12、且且其其长长边边与与长长直直导导线线平平行行已已知知在在t0到到tt1的的时时间间间间隔隔内内，直直导导线线中中电电流流i发发生生某某种种变变化化，而而线线框框中中感感应应电电流流总总是是沿沿顺顺时时针针方方向向，线线框框受受到到的的安安培培力力的的合合力力先先水水平平向向左左、后后水水平平向向右右设设电电流流i正正方方向向与与图图中中箭箭头头方方向向相相同同，则则i随随时时间间t变变化化的的图图线线可可能是能是()例例 42021/8/11 星期三17A A B B C C D D 2021/8/11 星期三18解解析析：线线框框中中感感应应电电流流沿沿顺顺时时针针方方向向，由由安安培培定定
13、则则可可知知，感应电流的磁场垂直于纸面向里；感应电流的磁场垂直于纸面向里；由由楞楞次次定定律律可可得得：如如果果原原磁磁场场增增强强时时，原原磁磁场场方方向向应应垂垂直直于于纸纸面面向向外外，由由安安培培定定则则可可知知，导导线线电电流流方方向向应应该该向向下下，为为负负的，且电流越来越大；的，且电流越来越大；由由楞楞次次定定律律可可知知：如如果果原原磁磁场场方方向向垂垂直直于于纸纸面面向向里里，则则原原磁磁场场减减弱弱，直直线线电电流流变变小小，由由安安培培定定则则可可知知，直直线线电电流流应应竖竖直直向上，是正的；向上，是正的；2021/8/11 星期三19A、由由图图示示可可知知，直直线
14、线电电流流按按A所所示示变变化化，感感应应电电流流始始终终沿沿顺顺时时针针方方向向，由由楞楞次次定定律律可可知知，在在i大大于于零零时时，为为阻阻碍碍磁磁通通量量的的减减小小，线线框框受受到到的的合合力力水水平平向向左左，在在i小小于于零零时时，为为阻阻碍碍磁通量的增加，线框受到的合力水平向右，故磁通量的增加，线框受到的合力水平向右，故A正确；正确；B、图图示示电电流流不不能能使使线线框框中中的的感感应应电电流流始始终终沿沿顺顺时时针针方方向向，故故B错误；错误；C、图图示示电电流流使使线线框框中中的的感感应应电电流流沿沿顺顺时时针针方方向向，但但线线框框在水平方向受到的合力始终水平向左，故在
15、水平方向受到的合力始终水平向左，故C错误；错误；D、图图示示电电流流使使线线框框中中产产生生的的感感应应电电流流沿沿逆逆时时针针方方向向，故故D错误错误答案：答案：A2021/8/11 星期三20专题五五电磁感磁感应中的能量中的能量问题电磁磁感感应过程程中中产生生的的感感应电流流在在磁磁场中中必必定定受受到到安安培培力力作作用用，要要维持持感感应电流流的的存存在在，必必须有有“外外力力”克克服服安安培培力力做做功功，此此过程程中中，其其他他形形式式的的能能量量转化化为电能能，“外外力力”克克服服安安培培力力做做了多少功，就有多少其他形式的能了多少功，就有多少其他形式的能转化化为电能能当当感感应
16、电流流通通过用用电器器时，电能能又又转化化为其其他他形形式式的的能能量量，安安培培力力做做功功的的过程程，是是电能能转化化为其其他他形形式式的的能能的的过程程，安安培培力做了多少功，就有多少力做了多少功，就有多少电能能转化化为其他形式的能量其他形式的能量2021/8/11 星期三21 如如图甲甲所所示示，光光滑滑的的平平行行水水平平金金属属导轨MN、PQ相相距距l，在在M点点和和P点点间连接接一一个个阻阻值为R的的电阻阻，在在两两导轨间cdfe矩矩形形区区域域内内有有垂垂直直导轨平平面面竖直直向向上上、宽为d的的匀匀强强磁磁场，磁磁感感应强强度度为B.一一质量量为m、电阻阻为r、长度度也也刚好
17、好为l的的导体体棒棒ab垂垂直直搁在在导轨上上，与与磁磁场左左边界界相相距距d0.现用用一一个个水水平平向向右右的的力力F拉拉棒棒ab，使使它它由由静静止止开开始始运运动，棒棒ab离离开开磁磁场前前已已做做匀匀速速直直线运运动，棒棒ab与与导轨始始终保保持持良良好好接接触触，导轨电阻阻不不计，F随随ab与与初初始始位位置置的的距距离离x变化化的的情情况况如如图乙乙，F0已已知知求：求：例例 52021/8/11 星期三22(1)棒棒ab离开磁离开磁场右右边界界时的速度；的速度；(2)棒棒ab通通过磁磁场区域的区域的过程中整个回路所消耗的程中整个回路所消耗的电能；能；(3)d0满足足什什么么条条
18、件件时，棒棒ab进入入磁磁场后后一一直直做做匀匀速速运运动？甲乙甲乙 2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三242021/8/11 星期三25电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量问题1电电磁磁感感应应的的本本质质能能量量转转化化：电电磁磁感感应应过过程程，实实质质上上也也是是一一个个能能量量转转化化和和守守恒恒的的过过程程通通过过安安培培力力做做负负功功，将将其其他他非非电电能能转转化化为为电电能能，同同时时又又将将转转化化来来的的电电能能进进一一步步转转化化成成其其他非电能因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化他非电能因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化2利用功能关系求解电磁
19、感应问题的基本方法利用功能关系求解电磁感应问题的基本方法(1)用用法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律或或导导体体切切割割磁磁感感线线公公式式确确定定感感应应电电动动势势的的大大小小，用用楞楞次次定定律律和和右右手手定定则则判判断断感感应应电电动动势势的的方方向向解 题 策 略2021/8/11 星期三26(2)画画出出等等效效电路路，求求解解电路路中中相相关关参参量量，分分析析电路路中中能能量量转化关系化关系(3)研研究究导体体机机械械能能的的转化化，利利用用能能量量转化化和和守守恒恒关关系系，列列出机械功率与出机械功率与电路中路中电功率功率变化的守恒关系式化的守恒关系式2021/8/11
20、星期三273电磁感磁感应中能量中能量转化化类型型(1)机械能机械能电能能机械能内能机械能内能(2)化学能化学能电能能机械能内能机械能内能(3)非非电能能电能能内能内能2021/8/11 星期三281如如图所所示示电路路，两两根根光光滑滑金金属属导轨平平行行放放置置在在倾角角为的的斜斜面面上上，导轨下下端端接接有有电阻阻R，导轨电阻阻不不计，斜斜面面处在在竖直直向向上上的的匀匀强强磁磁场中中，电阻阻可可忽忽略略不不计的的金金属属棒棒ab质量量为m，受受到到沿沿斜斜面面向向上上且且与与金金属属棒棒垂垂直直的的恒恒力力F的的作作用用金金属属棒棒沿沿导轨匀匀速速下下滑滑，则它它在在下下滑滑高高度度h的
21、的过程程中中，以以下下说法法正正确确的的是是()2021/8/11 星期三29A作用在金属棒上各力的合力做功等于系作用在金属棒上各力的合力做功等于系统产生的生的电能能B重力做的功等于系重力做的功等于系统产生的生的电能能C金属棒克服安培力做的功等于金属棒克服安培力做的功等于电阻阻R上上产生的焦耳生的焦耳热D金属棒克服恒力金属棒克服恒力F做的功等于做的功等于电阻阻R上上产生的焦耳生的焦耳热【答案答案】C【解解析析】根根据据动能能定定理理，合合力力做做的的功功等等于于动能能的的增增量量，故故A错；重重力力做做的的功功等等于于重重力力势能能的的减减少少，重重力力做做的的功功等等于于克克服服F所所做做的
22、的功功与与产生生的的电能能之之和和，而而克克服服安安培培力力做做的的功功等等于于电阻阻R上上产生的焦耳生的焦耳热，所以，所以B、D错，C对 2021/8/11 星期三302(多多选)如如图所所示示，一一粗粗糙糙的的平平行行金金属属轨道道平平面面与与水水平平面面成成角角，两两轨道道上上端端与与一一电阻阻R相相连，该装装置置处于于匀匀强强磁磁场中中，磁磁场方方向向垂垂直直轨道道平平面面向向上上质量量为m的的金金属属杆杆ab以以初初速速度度v0从从轨道道底底端端向向上上滑滑行行，滑滑行行到到某某高高度度h后后又又返返回回到到底底端端若若运运动过程程中中金金属属杆杆始始终保保持持与与导轨垂垂直直且且接接触触良良好好，轨道道与与金金属属杆的杆的电阻均忽略不阻均忽略不计则下列下列说法正确的是法正确的是()2021/8/11 星期三312021/8/11 星期三32【答案答案】AC2021/8/11 星期三332021/8/11 星期三34