高三一轮专题复习课件：电磁感应之“双棒切割”专题
拓展点拨：
3、作业
如图，在水平桌面上固定光滑平行金属导轨，导轨宽度为L， PP'左侧为半径R的圆弧， 右侧水平导轨足够长， PP’和QQ'连线平行且垂直导轨，之间存在磁感应强度大小为B竖 直向上的匀强磁场，金属棒ab垂直导轨静止在磁场中，金属棒cd从离桌面高h处垂直导轨 静止释放，棒ab、cd质量分别为m、3m，电阻均为r，当棒ab离开磁场时恰好与cd棒速度 相等，已知棒cd经过磁场过程通过其电荷量为q，求：①棒cd运动到PP' 时，每个轨道受到 的压力大小；②棒ab离开磁场时速度；③棒cd离开磁场时速度；④整个运动过程中系统产 生的焦耳热。
☆动力学分析
①电流分析
Ia Ib Ib F安（v0） Ia
☆动力学分析
②牛ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第二定律
Ia Ib
Ib F安
Ia
☆动力学分析
③图象
F安
☆动量冲量
Ia Ib
Ib F安
Ia
☆功能关系
3、“双棒切割”模型小结
3、“双棒切割”模型小结
3、“双棒切割”模型小结
拓展：不等宽的导轨
情景探索1：a、b棒最终什么状态？ 情景探索2：a、b棒系统动量守不守恒？
电磁感应之“双棒切割”专题
1、知识回顾 （1）公式
（2）规律
右手定则和左手定则 系统动量守恒条件 能量守恒定律
2、“双棒切割”模型
水平光滑足够的长两平行固定金属导轨，宽度为L，两个金属棒a、
b垂直两导轨放置，质量分别为m1、m2，电阻分别为R1、R2，匀强磁场 磁感应强度大小为B，方向竖直向下
电磁感应中单双棒问题课件
VS
详细描述
当两棒在磁场中静止时，由于没有相对运 动，因此不会产生感应电流和感应电动势 。此时，两棒的磁通量不会发生变化，因 此不会产生电动势。
04 电磁感应的应用
交流电的产生
01
02
03
交流电的产生
利用电磁感应原理，通过 磁场和导线的相对运动， 将机械能转化为电能，从 而产生交流电。
交流电的特点ຫໍສະໝຸດ 输入 标题详细描述
综合问题通常涉及单棒和双棒问题的组合，可能涉及 磁场、电流、导体的复杂运动和相互作用，需要综合 考虑多个物理规律进行分析。
总结词
习题示例
根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，结合 导体运动的物理模型，推导出电流和磁场的变化规律
。
解答示例
一根导体棒在磁场中做周期性运动，求导体棒中的电 流和产生的磁场变化规律。
变压器的应用
变压器广泛应用于电力系 统、电机控制、电子设备 等领域，是电力工业的重 要设备之一。
电磁炉的工作原理
电磁炉的工作原理
电磁炉的应用
电磁炉利用电磁感应原理，通过磁场 和导线的相对运动产生热量，实现加 热和烹饪食物的目的。
电磁炉广泛应用于家庭、餐厅、酒店 等场合，成为现代厨房的重要设备之 一。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
交流电具有周期性变化的 特点，其大小和方向随时 间作周期性变化。
交流电的应用
交流电广泛应用于电力系 统、电机、家用电器等领 域，为现代社会提供动力 和能源。
变压器的工作原理
变压器的工作原理
变压器利用电磁感应原理 ，将一次绕组的交流电压 或电流转换成二次绕组的 交流电压或电流。
变压器的功能
变压器的主要功能是变换 电压、电流和阻抗，以满 足不同设备和系统的需求 。
高考物理一轮复习课件电磁感应
运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力，其方向可用左手定则判断。
霍尔效应
当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一 附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象称为霍尔效应。
霍尔元件
利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件，可用于测量磁场、电流等物理量。
磁流体发电机原理
变压器工作原理及功率传输关系
变压器工作原理
变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置。它由铁 芯和线圈组成，通过线圈匝数的不同来实现电压的变换。
功率传输关系
在变压器中，输入功率等于输出功率加上铁损和铜损。输入 电压与输出电压之比等于原边匝数与副边匝数之比，而输入 电流与输出电流之比则等于副边匝数与原边匝数之比。
多领域融合应用
电磁感应技术将与更多领域进行融合应用，如智能家居、 可穿戴设备、医疗设备、机器人等，推动科技的进步和生 活方式的变革。
智能化和自动化
借助人工智能和机器学习等技术，电磁感应设备有望实现 智能化和自动化运行，提高使用便捷性和安全性。
CHAPTER 06
实验设计与操作注意事项
法拉第电磁感应实验设计与操作要点
铁芯。
CHAPTER 02
恒定电流下磁场与导体关系
恒定电流产生磁场
01
奥斯特实验
揭示了电流周围存在磁场的现象，即电流的磁效应。
02
右手螺旋定则
用于判断通电直导线或通电螺线管周围磁场方向的方法，又称安培定则
。
03
磁感线分布
通电直导线周围的磁感线是围绕导线的一些闭合曲线；通电螺线管内部
的磁感线与管轴线平行，且方向由南极指向北极，外部磁感线则从北极
指向南极。
高三物理电磁感应中的切割问题知识精讲 人教版
高三物理电磁感应中的切割问题知识精讲 人教版1、如图所示，ab 、cd 为两根水平放置且相互平行的金 属轨道相距L ，左右两端各连接一个阻值均为R 的定值电阻，轨道中央有一根质量为m 的导体棒 MN 垂直放在两轨道上，与两轨道接触良好，棒及轨 道的电阻不计。
整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ．棒MN 在外驱动力作用下做简谐运动，其振动周期为T ，振幅为A ，通过中心位置时的速度为v 0 .则驱动力对棒做功的平均功率为（B ） A.202mv T B. 2220B L v R C 22228B L A T R D 22202B L v R 2、 如图4—33所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab ，cd 与导轨构成矩形回路．导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中问用细线绑住，它们的电阻均为R ；回路上其余部分的电阻不计．在导线平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场，开始时，导体棒处于静止状态，剪断细线后，导体棒在运动过程中( ) ADA ．回路中有感应电动势B ．两根导体棒所受安培力自唠向相同C ．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒。
机械能守恒D ．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒．3、水平固定的光滑U 型金属框架宽为L ，足够长，其上放一质量为m 的金属棒ab ，左端连接有一阻值为R 的电阻（金属框架、金属棒及导线的电阻均可忽略不计），整个装置处在向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B 。
现给棒一个初速v 0，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示。
（1）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求通过电阻R 的电量和电阻R 中产生的热量（2）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求金属棒通过的位移（3）如果将U 型金属框架左端的电阻R 换为一电容为C 的电容器，其他条件不变，如图所示。
求金属棒从开始运动到达稳定状态时电容器的带电量和电容器所储存的能量（不计电路向外界辐射的能量）答案：（1）由动量定理得00Ft mv -=-即00ILB t mv -⋅=- 所以0mv q BL =由能量守恒定律得2012Q mv = （2）B S BLs E t t t φ∆∆===∆∆∆ E BLs q I t t R R =∆=∆= 所以022mv R qR s BL B L == （3）当金属棒ab 做切割磁力线运动时，要产生感应电动势，这样，电容器C 将被充电，ab 棒中有充电电流存在，ab 棒受到安培力的作用而减速，a b C v 0 a bR v 0当ab 棒以稳定速度v 匀速运动时，BLv =U C =/c Q C而对导体棒ab 利用动量定理可得 —BL c Q =mv -mv 0由上述二式可求得： C L B m mv v 220+= 022c CBLmv Q CBLv m B L C ==+ 2222000221111()2222c mv E mv mv mv m m B L C =-=-+微元法4、如图所示，两根光滑的平行金属导轨MN 、PQ 处于同一水平面内（导轨足够长），相距L=0.4m ，导轨的左端用R=0.3Ω的电阻相连，导轨电阻不计，导轨上跨接一电阻r=0.1Ω的金属杆ab ，质量m=0.1kg ，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T ，现对杆施加水平向右的拉力F=2N ，使它由静止开始运动，求：（1）杆能达到的最大速度多大？（2）若杆达到最大速度后撤去拉力，则此后通过导体横截面的电量为多少？（3）撤去拉力后杆ab 能滑行的最大距离是多少？分析与解：（1）杆达最大速度时拉力与安培力平衡，设最大速度为V ，由平衡条件有： F=B （rR BLV +）L 解得：V=F （R+r ）/B 2L 2=5m/s（2）当外力撤去后，由于安培力的作用，杆ab 做减速运动，运动过程中通过导体的电流是变化的，将减速运动过程时间分为t 1、t 2、t 3……t n ，对应过程的电流为I 1、I 2、I 3……I n （由于时间间隔取得极短，可以认为在这过程中电流是定值），每一过程对应的末速度为V 1、V 2、V 3……V n （V n =0），由动量定理有：-BI 1Lt 1=mV 1-mV-BI 2Lt 2=mV 2-mV 1-BI 3Lt 3=mV 3-mV 2……-BI n Lt n =0-mV n-1设通过导体横截面的电量为Q ，考虑Q=I 1t 1+I 2t 2+I 3t 3+……+I n t n ，由以上式子联立得：Q=mV/BL=1.25c（3）如果将上面所有的动量定理表达式变形后就有如下的情形：-B （BLV 10/R 总）Lt 1=mV 1-mV-B （BLV 20/R 总）Lt 2=mV 2-mV 1-B （BLV 30/R 总）Lt 3=mV 3-mV 2……-B （BLV n0/R 总）L t n =0-mV n-1其中V 10、V 20、V 30……V n0表示每一过程中相应的平均速度，R 总=R+r ，设滑行的距离为X ，显然应该有：X= V 10t 1+V 20t 2+V 30t 3+……+V n0t n联立求解以上式子有：X=mV （R+r ）/B 2L 2=1.25m从上面不难看出：微元法的解题思路是①选取“微元”，将瞬时变化问题转化为平均变化问题（避免直接求瞬时变化问题的困难）；②利用数学“极限”知识，将平均变化问题转化为瞬时变化问题（充分利用数学工具，既完成问题“转化”且保证所求问题的性质不变，又能简单地求得结果）。
电磁感应中单棒、双棒问题 PPT课件 课件 人教课标版
（2） cd棒能达到的最大速度是多大？
（3）ab棒由静止到达最大速度过程中,
系统所能释放的热量是多少？
解析:
(1)ab棒由静止从M滑下到N的过程中,只有重力做功,机械 能守恒,所以到N处速度可求,进而可求ab棒切割磁感线时 产生的感应电动势和回路中的感应电流. ab棒由M下滑到N过程中,机械能守恒,故有
•
9、永远不要逃避问题，因为时间不会给弱者任何回报。
•
10、评价一个人对你的好坏，有钱的看他愿不愿对你花时间，没钱的愿不愿意为你花钱。
•
11、明天是世上增值最快的一块土地，因它充满了希望。
•
12、得意时应善待他人，因为你失意时会需要他们。
•
13、人生最大的错误是不断担心会犯错。
•
14、忍别人所不能忍的痛，吃别人所不能吃的苦，是为了收获别人得不到的收获。
b mg
解析： 因所为以导电体键棒K闭ab合自瞬由间下a落b的的速时度间无t没法有确确定定，，a
使得ab棒受到的瞬时安培力F与G大小无 法比较，因此存在以下可能： （1）若安培力F <G： 则ab棒先做变加速运动，再做匀速直线运动
（2）若安培力F >G： 则ab棒先做变减速运动，再做匀速直线运动
（3）若安培力F =G： 则ab棒始终做匀速直线运动
K
F b
mg
7．几种变化 (1) 电路变化
F
(2)磁场方向变化
B
F
(3) 导轨面变化（竖直或倾斜） (4)拉力变化
B
C
B
F
P
Q
A
D
竖直
倾斜
例4、如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行
完整优化版电磁感应单双棒专题..PPT课件
.
23
电动式单棒
1．电路特点 导体为电动边，运动后产生反
电动势（等效于电机）。
2．安培力的特点 安培力为运动动力，并随速度减小而减小。
FB
BIl
B
(E E反）l Rr
3．加速度特点
＝B (E Blv）l Rr
v
加速度随速度增大而减小
vm
a FB mg =B(EBlv）l g
m
m(Rr)
4．运动特点 a减小的加速. 运动 O
25
电动式单棒
7．稳定后的能量转化规律
Im in E Im in E 反 Im 2 in (R r )m g v m
8．起动过程中的三个规律
(1)动量关系： B L qm gtm vm0
(2)能量关系： qEQEmgS1 2mvm 2
(3)瞬时加速度：a FB mg =B(EBlv）l g
F
.
v(m/s)
20
16
12
8
4
F(N) 22
0 2 4 6 8 10 12
解：（1）加速度减小的加速运动。 （2）由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，
匀速时合力为零。
FF 安 f
感应电动势 E BL1 v
F
感应电流 I=E/R （2）
安培力 F 安 B B I2 L 2 v/R 3 v(m/s)
.
12
特点分析：
1．电路特点 导体棒相当于电源，当速度
FB R
r
F
为v时，电动势E＝Blv
f
2．安培力的特点
FB
BIl
B
Blv l Rr
＝
B 2l2v Rr
v
电磁感应中的单棒、双棒切割问题
开始时，，杆加速，杆运动，产生反电动势，杆运动，电容器充电，杆受安培力，速度减小，电能转化为热能和动做功带来的能量转化为杆杆的动能一部分转化为电势能，一部分转化为内能，一部分耗散．外力和安培力冲17/04/04
F B L =|BLv −E |BLv −Q C 能的转化与守恒是自然界普遍存在的规律，如：电源给电容器的充电过程可以等效为将电荷逐个从原本
开始时，两杆做变加速运
两杆做变加速运动，稳定后两杆做对于直线运动，教科书中讲解了由图像求位移的方法．请你借鉴此方法，根据图示的图像，若电容器电容为，两极板间电压为，求电容器所储存的电场能．
1v −t Q −U
C U 如图所示，平行金属框架竖直放置在绝缘地面上．框架上端接有一电容为的电容器．框架上一
质量为、长为的金属棒平行于地面放置，离地面的高度为．磁感应强度为的匀强磁场与框架平面相垂直．现将金属棒由静止开始释放，金属棒下滑过程中与框架接触良好且无摩擦．开始时电容器不带电，不计各处电阻．求：
．金属棒落地时的速度大小；
．金属棒从静止释放到落到地面的时间．
2C m L h B a b 如图，与水平地面成．和是置于导轨上
，其余电阻可忽略不计．整个装置处在CD EF
金属棒所能达到的最大速度；
1EF v m 在整个过程中，金属棒产生的热量．
2EF Q 光滑的平行金属导轨如图所示，轨道的水平部分位于竖直向上的匀强磁场中，部分的宽度为部分
宽度的倍，、部分轨道足够长，将质量都为的金属棒和分别置于轨道上的段和段，棒位于距水平轨道高为的地方，放开棒，使其自由下滑，求棒和棒的最终速度及回路中所产生的电能．4bcd bc cd 2bc cd m P Q ab cd P h P P Q。
高考高中物理一轮复习9.1电磁感应现象楞次定律全国公开课一等奖百校联赛示范课赛课特等奖PPT课件
因磁通量变化而判断感应电流方向应用楞次定律,因通电而产生磁场应用
安培定则,因运动切割磁感线产生电流应用右手定则,因通电而产生安培力
应用左手定则.
【例 4】 (多选题)(2014·
山东理综,16)
如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定
在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并
紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好.在
思维激活 2
如何计算多匝线圈的磁通量?
答案:从磁感线角度来讲,磁通量是垂直穿过磁场中某个面的磁感线条
数,因此多匝线圈内磁通量的大小与其中一匝线圈内磁通量的大小相同,只
要计算出一匝线圈内磁通量的大小即可.
3.磁通密度:垂直穿过单位面积的磁感线的条数,叫作磁通密度,即磁感
应强度 B= .
第7页
考点1
考点2
考点3
考点 2 电磁感应现象
1.产生感应电流的条件:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,即 ΔΦ≠0,闭
合电路中就有感应电流产生.
2.产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁
通量发生变化,线圈中就有感应电动势产生,产生感应电动势的那部分相当
于电源.
第8页
考点1
考点2
考点3
思维激活 3
用楞次定律判定较为简便;对导体切割磁感线产生的感应电流,用右手定则
判定较为简便.
【例 3】如图所示,在磁感应强度大小为 B、方向竖直向
上的匀强磁场中,有一质量为 m、阻值为 R 的闭合矩形金
属线框 abcd 用绝缘轻质细杆悬挂在 O 点,并可绕 O 点摆
动.金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左
圈穿越磁场、联系实际问题、实验题等出现.考查的知
电磁感应之双杆模型ppt课件
P
F
(m1 B2 (l2
m2 )g l1)2
R(m1
m2 )g
Q
F
(m1 B(l2
m2 l1 )
)g
2
R
2019
-
35
四、绳连的“双杆滑动”问题
两金属杆ab和cd长均为l ，电阻均为R，质量分别为M和 m，M>m，用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔 软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平光滑不导电 的圆棒两侧，两金属杆处在水平位置，如图4所示，整 个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感强 度为B，若金属杆ab正好匀速向下运动，求运动速度。
（ AC ）
A、当va=12m/s时，vb=18m/sB、当va=12m/s时，vb=22m/s
C、若导轨很长，它们最终速度必相同 D、它们最终速度不相同，但速度差恒定
2019
-
30
解析:因先释放b，后释放a，所以a、b一开始速度是不 相等的，而且b的速度要大于a的速度，这就使a、b和 导轨所围的线框面积增大，使穿过这个线圈的磁通量 发生变化，使线圈中有感应电流产生，利用楞次定律 和安培定则判断所围线框中的感应电流的方向如图所 示。再用左手定则判断两杆所受的安培力，对两杆进 行受力分析如图1。开始两者的速度都增大，因安培力 作用使a的速度增大的快，b的速度增大的慢，线圈所 围的面积越来越小，在线圈中产生了感应电流；当二 者的速度相等时，没有感应电流产生，此时的安培力 也为零，所以最终它们以相同的速度都在重力作用下 向下做加速度为g的匀加速直线运动。
(1)c棒的最大加速度；
B
(2)c棒的最大速度。
N
M cb
2019
-
20
等距双棒特点分析
2021届新高考物理一轮复习PPT教学课件-10.3电磁感应规律的应用
P 拉＝P 热＝8 W 【答案】 (1)4 V (2)2 A (3)1.6 N (4)8 W (5)见解析。
（教学提纲）2021届新高考物理一轮 复习获 奖课件- 10.3电 磁感应 规律的 应用（ 免费下 载）
（教学提纲）2021届新高考物理一轮 复习获 奖课件- 10.3电 磁感应 规律的 应用（ 免费下 载）
(2)匀速运动水平拉力等于水平方向的安培力，即 F＝B sin 30°IL， 所以 F＝0.29 N。 【答案】 3.7 m/s,0.29 N
（教学提纲）2021届新高考物理一轮 复习获 奖课件- 10.3电 磁感应 规律的 应用（ 免费下 载）
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(2)运用闭合电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解
P＝I2总R 总
＝(R22a＋BRv )2·(R2 ＋R)
＝8a23BR2v2
【答案】
2aBv (1) 3
8a2B2v2 (2) 3R
（教学提纲）2021届新高考物理一轮 复习获 奖课件- 10.3电 磁感应 规律的 应用（ 免费下 载）
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6．如图所示，有一个矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。 一个三角形闭合导线框，由位置 1(左)沿纸面匀速运动到位置 2(右)。取线框刚到 达磁场边界的时刻为计时起点(t＝0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则图中 能正确反映线框中电流与时间关系的是(磁场宽度大于三角形导线框底边长 度)( )
导体棒切割磁感线的综合问题单棒含容与双棒-PPT
(3)导体棒受安培力恒定:
FB
CB2l 2F m CB2l 2
v v0
(4)导体棒克服安培力做得功等于
电容器储存得电能:
证明
W克B
1 C（Blv）2 2
O
F
t
电容有外力充电式
4、几种变化:
(1)导轨不光滑
F
(2)恒力得提供方式不同
FB
h
mmgg
B
B
F
(3)电路得变化
F
无外力等距双棒
1、电路特点
v0 2
m2v0 ( m1 m2 )v共
(2)能量转化规律
系统机械能得减小量等于内能得增加量、
(类似于完全非弹性碰撞)
1 2
m2v02
1 2 ( m1
m2
)v共2 ＋Q
两棒产生焦耳热之比:
Q1 R1
Q2 R2
无外力等距双棒
5、几种变化: (1)初速度得提供方式不同 (2)磁场方向与导轨不垂直
B2l 2
电动式单棒
7、稳定后得能量转化规律
Imin E
Imin E反
I
2 min
(
R
r)
mgvm
8、起动过程中得三个规律
(1)动量关系: BLq mgt mvm 0
(2)能量关系:
qE
QE
mgS
1 2
mvm2
(3)瞬时加速度: a FB mg = B (E Blv）l g
m
q n Bl s
棒2:
a2
F FB m2
只要a2>a1, (v2-v1)
I FB
a1 a2
当a2＝a1时 v2-v1恒定 I恒定 FB恒定 两棒匀加速