資源簡介

章末核心素養提升
一、感應電流方向的判斷
1.用楞次定律判斷
(1)楞次定律中“阻礙”的含義：
2.用右手定則判斷
該方法只適用于切割磁感線產生的感應電流，注意三個要點：
(1)掌心——磁感線垂直穿入掌心。
(2)拇指——指向導體運動的方向。
(3)四指——指向感應電流的方向。
例1 (2024·貴州六盤水市高二統考期末)紙面內固定有并排放置的正方形線框A和B，虛線區域內有垂直紙面向里的勻強磁場，該磁場區域從圖示位置開始沿紙面運動后，B中產生了順時針方向的感應電流，則勻強磁場區域可能的運動情況是(　　)
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A.向左勻速運動 B.向左加速運動
C.向右勻速運動 D.向右加速運動
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二、電磁感應中的電路問題
1.電源：切割磁感線運動的導體或磁通量發生變化的回路相當于電源。對應的感應電動勢分別為E＝Blv、E＝n。
2.電流：閉合回路中的感應電流I可由閉合電路歐姆定律求出，即I＝，路端電壓U＝IR＝E－Ir。
3.電勢：在外電路中，電流由高電勢流向低電勢；在內電路中，電流由低電勢流向高電勢。
4.通過導體的電荷量：q＝Δt＝n··Δt＝n。
例2 (2024·福建廈門市期末)在如圖甲所示的電路中，兩個電阻的阻值均為2R，電容器的電容為C，單匝圓形金屬線圈的半徑為r1，線圈的電阻為R，其內部半徑為r2的圓形區域內存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖乙所示，圖線與橫、縱軸的交點坐標分別為(t0，0)和(0，B0)，其余導線的電阻不計，在0～t0時間內，下列說法正確的是(　　)
A.電容器上極板帶正電
B.通過線圈的電流為eq \f(πrB0,5Rt0)
C.電容器兩端電壓為eq \f(πrB0,2t0)
D.電容器所帶的電荷量為eq \f(2πCrB0,5t0)
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三、電磁感應中的圖像問題
圖像類型 (1)隨時間變化的圖像，如B－t圖像、Φ－t圖像、E－t圖像、I－t圖像(2)隨位移變化的圖像，如E－x圖像、I－x圖像(所以要先看坐標軸：看清楚是哪個物理量隨哪個物理量變化)
問題類型 (1)由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖像(畫圖像)(2)由給定的有關圖像分析電磁感應過程，求解相應的物理量(用圖像)
應用知識 四個規律 左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律
六類公式 (1)平均電動勢E＝n(2)平動切割電動勢E＝Blv(3)轉動切割電動勢E＝Bl2ω(4)閉合電路歐姆定律I＝(5)安培力F＝IlB(6)牛頓運動定律的相關公式等
例3 (多選)如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導軌MN和PQ，其左端接一電阻R，金屬桿ab垂直導軌放置。整個裝置處于磁感應強度方向豎直向上的勻強磁場中。現對金屬桿ab施加一個與其垂直的水平恒力F，使其由靜止開始運動，整個過程桿與導軌接觸良好，金屬桿與導軌電阻均不計。在運動過程中，金屬桿的速度大小v、恒力F的功率P、金屬桿與導軌形成的回路中的磁通量Φ、產生的感應電動勢E分別隨時間變化的圖像正確的是(　　)
INCLUDEPICTURE"C213.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\C213.TIF" \* MERGEFORMATINET
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四、電磁感應中的雙棒模型
1.在雙金屬棒切割磁感線的系統中，雙金屬棒和導軌構成閉合回路，安培力充當系統內力，如果它們不受摩擦力，且受到的安培力的合力為0時，滿足動量守恒，運用動量守恒定律解題比較方便。
2.雙棒模型
雙棒無外力 雙棒有外力
示意圖 INCLUDEPICTURE"C215.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版（新教材新標準）教師用書(魯瓊閩貴)\\C215.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE"C216.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版（新教材新標準）教師用書(魯瓊閩貴)\\C216.TIF" \* MERGEFORMATINET F為恒力
動力學觀點 導體棒1受安培力的作用做加速度減小的減速運動，導體棒2受安培力的作用做加速度減小的加速運動，最后兩棒以相同的速度做勻速直線運動 導體棒1做加速度逐漸減小的加速運動，導體棒2做加速度逐漸增大的加速運動，最終兩棒以相同的加速度做勻加速直線運動
動量觀點 系統動量守恒 系統動量不守恒
能量觀點 棒1動能的減少量＝棒2動能的增加量＋焦耳熱 外力做的功＝棒1的動能＋棒2的動能＋焦耳熱
例4 (多選)如圖所示，兩電阻可以忽略不計的平行金屬長直導軌固定在水平面上，相距為L，另外兩根長度為L、質量為m、電阻為R的相同導體棒垂直靜置于導軌上，導體棒在長導軌上可以無摩擦地滑動，導軌間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B，某時刻使導體棒a獲得大小為v0、水平向右的初速度，同時使導體棒b獲得大小為2v0、水平向右的初速度，下列結論正確的是(　　)
A.該時刻回路中產生的感應電動勢為3BLv0
B.該時刻導體棒a的加速度為
C.當導體棒a的速度大小為時，導體棒b的速度大小也是
D.運動過程中通過導體棒a電荷量的最大值qm＝
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章末核心素養提升
知識網絡構建
阻礙　變化　E＝　E＝n　Blv　變化　變化
核心素養提升
例1 B　[當勻強磁場向左勻速或向右勻速運動，等價于線框的左邊反向勻速切割磁感線，產生的是恒定的電動勢，則產生的磁場也是恒定的，導致穿過B線框的磁通量不變，B線框不能產生感應電流，故A、C錯誤；勻強磁場向左加速運動，等效為線框的左邊在向右加速運動切割磁感線，A線框中產生的感應電動勢和感應電流都增大，由右手定則知感應電流為順時針方向，根據安培定則可知A線框在B框中產生的磁場方向垂直紙面向外，而磁通量增大，由楞次定理可知B線框的感應電流為順時針；同理勻強磁場向右加速運動時，B中產生的感應電流為逆時針方向，故B正確，D錯誤。]
例2 D　[由題意可知，當向里的磁感應強度均勻減小時，根據楞次定律知感應電流的磁場向里，再由安培定則可知，圓環中的電流從下端流出，下端相當于電源正極，故電容器的下極板帶正電，故A錯誤；由圖像分析可知，0至t0時間內磁感應強度的變化率為＝，由法拉第電磁感應定律有E＝＝·S，而S＝πr，由閉合電路歐姆定律有I＝，聯立可得I＝eq \f(πB0r,5t0R)，B錯誤；電容器C與電阻2R并聯，所以它們兩端電壓相等，UC＝U2R＝×E＝eq \f(2πB0r,5t0)，故C錯誤；電容器所帶的電荷量為Q＝CUC＝eq \f(2πCrB0,5t0)，故D正確。]
例3 BC　[對金屬桿ab，由牛頓第二定律有a＝＝－，可見由于速度的增大，加速度逐漸減小，則金屬桿做加速度逐漸減小的加速運動，加速度減小到0時，速度達到最大，故A錯誤；恒力F的功率P＝Fv，感應電動勢E＝BLv，可見恒力F的功率及產生的感應電動勢均與金屬桿速度成正比，則圖像規律應與速度相同，故B正確，D錯誤；由E＝可知Φt圖像斜率表示感應電動勢，則斜率應先增大，再保持不變，故C正確。]
例4 BCD　[根據右手定則可知兩根導體棒切割磁感線產生的感應電動勢方向相反，故該時刻回路中產生的感應電動勢E＝BL·2v0－BLv0＝BLv0，A錯誤；該時刻，回路中的感應電流I＝＝，導體棒a所受安培力大小F＝ILB＝ma，可得a＝，B正確；由于兩導體棒在水平方向動量守恒，當導體棒a的速度大小為時，根據動量守恒定律得m·2v0＋mv0＝m＋mv1，解得此時導體棒b的速度v1＝，C正確；由C項知v共＝，對a由動量定理得Δt＝mv共－mv0，又＝LB，則通過導體棒a電荷量的最大值qm＝Δt＝，D正確。](共21張PPT)
章末核心素養提升
第2章 電磁感應及其應用
目 錄
CONTENTS
知識網絡構建
01
核心素養提升
02
知識網絡構建
1
阻礙
變化
Blv
變化
變化
核心素養提升
2
一、感應電流方向的判斷
1.用楞次定律判斷
(1)楞次定律中“阻礙”的含義：
2.用右手定則判斷
該方法只適用于切割磁感線產生的感應電流，注意三個要點：
(1)掌心——磁感線垂直穿入掌心。
(2)拇指——指向導體運動的方向。
(3)四指——指向感應電流的方向。
B
例1 (2024·貴州六盤水市高二統考期末)紙面內固定有并排放置的正方形線框A和B，虛線區域內有垂直紙面向里的勻強磁場，該磁場區域從圖示位置開始沿紙面運動后，B中產生了順時針方向的感應電流，則勻強磁場區域可能的運動情況是(　　)
A.向左勻速運動
B.向左加速運動
C.向右勻速運動
D.向右加速運動
解析　當勻強磁場向左勻速或向右勻速運動，等價于線框的左邊反向勻速切割磁感線，產生的是恒定的電動勢，則產生的磁場也是恒定的，導致穿過B線框的磁通量不變，B線框不能產生感應電流，故A、C錯誤；勻強磁場向左加速運動，等效為線框的左邊在向右加速運動切割磁感線，A線框中產生的感應電動勢和感應電流都增大，由右手定則知感應電流為順時針方向，根據安培定則可知A線框在B框中產生的磁場方向垂直紙面向外，而磁通量增大，由楞次定理可知B線框的感應電流為順時針；同理勻強磁場向右加速運動時，B中產生的感應電流為逆時針方向，故B正確，D錯誤。
二、電磁感應中的電路問題
D
例2 (2024·福建廈門市期末)在如圖甲所示的電路中，兩個電阻的阻值均為2R，電容器的電容為C，單匝圓形金屬線圈的半徑為r1，線圈的電阻為R，其內部半徑為r2的圓形區域內存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖乙所示，圖線與橫、縱軸的交點坐標分別為(t0，0)和(0，B0)，其余導線的電阻不計，在0～t0時間內，下列說法正確的是(　　)
三、電磁感應中的圖像問題
圖像類型 (1)隨時間變化的圖像，如B－t圖像、Φ－t圖像、E－t圖像、I－t圖像
(2)隨位移變化的圖像，如E－x圖像、I－x圖像
(所以要先看坐標軸：看清楚是哪個物理量隨哪個物理量變化)
問題類型 (1)由給定的電磁感應過程選出或畫出正確的圖像(畫圖像)
(2)由給定的有關圖像分析電磁感應過程，求解相應的物理量(用圖像)
BC
例3 (多選)如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導軌MN和PQ，其左端接一電阻R，金屬桿ab垂直導軌放置。整個裝置處于磁感應強度方向豎直向上的勻強磁場中?，F對金屬桿ab施加一個與其垂直的水平恒力F，使其由靜止開始運動，整個過程桿與導軌接觸良好，金屬桿與導軌電阻均不計。在運動過程中，金屬桿的速度大小v、恒力F的功率P、金屬桿與導軌形成的回路中的磁通量Φ、產生的感應電動勢E分別隨時間變化的圖像正確的是(　　)
四、電磁感應中的雙棒模型
1.在雙金屬棒切割磁感線的系統中，雙金屬棒和導軌構成閉合回路，安培力充當系統內力，如果它們不受摩擦力，且受到的安培力的合力為0時，滿足動量守恒，運用動量守恒定律解題比較方便。
2.雙棒模型
雙棒無外力 雙棒有外力
示意圖
F為恒力
動力學觀點 導體棒1受安培力的作用做加速度減小的減速運動，導體棒2受安培力的作用做加速度減小的加速運動，最后兩棒以相同的速度做勻速直線運動 導體棒1做加速度逐漸減小的加速運動，導體棒2做加速度逐漸增大的加速運動，最終兩棒以相同的加速度做勻加速直線運動
動量觀點 系統動量守恒 系統動量不守恒
能量觀點 棒1動能的減少量＝棒2動能的增加量＋焦耳熱 外力做的功＝棒1的動能＋棒2的動能＋焦耳熱
BCD
例4 (多選)如圖所示，兩電阻可以忽略不計的平行金屬長直導軌固定在水平面上，相距為L，另外兩根長度為L、質量為m、電阻為R的相同導體棒垂直靜置于導軌上，導體棒在長導軌上可以無摩擦地滑動，導軌間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B，某時刻使導體棒a獲得大小為v0、水平向右的初速度，同時使導體棒b獲得大小為2v0、水平向右的初速度，下列結論正確的是(　　 )

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