第二章本章整合—2020-2021人教版高中物理选择性必修第二册课件
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高中新教材物理课件选择性必修第二册第章本章整合
冲量
力对时间的积累效应，等于力与作用时间 的乘积。
弹性碰撞
碰撞过程中动能守恒，且碰撞后两物体以 相同的速度分离。
动量定理
物体动量的变化等于作用在物体上的合外 力的冲量。
公式定理及其应用
动量定理公式
弹性碰撞公式
$Delta p = F_{net} times t$，其中 $Delta p$是动量的变化，$F_{net}$ 是合外力，$t$是时间。该公式用于 求解物体在恒力作用下的动量变化。
05
比较法：对比剩余选项，选择最符合题干要求的选项。
06
验证法：将所选答案代入题干进行验证，确保答案正确。
计算题解析及步骤展示
01
计算题是考察学生运用物理规律 解决实际问题的能力，需要学生 掌握扎实的物理基础知识。
02
解析计算题时，首先要明确题目 所给的物理情境和已知条件，然 后选择合适的物理规律进行求解 。
非弹性碰撞公式
在非弹性碰撞中，动能不守恒，但动 量守恒。对于完全非弹性碰撞（两物 体碰撞后粘在一起），有$v_f = frac{m_1v_{1i} + m_2v_{2i}}{m_1 + m_2}$，其中$v_f$是碰撞后两物体 共同的速度。
解题方法与技巧
• 分析物理过程：在解题前，首先要仔细分析物理过程，明确已知条件和未知量 ，以及它们之间的关系。
计算题解析及步骤展示
审题
仔细阅读题目，明确已知条件和 所求问题。
分析
分析物理过程，选择合适的物理 规律。
计算题解析及步骤展示
列式
根据所选物理规律列出方程。
求解
运用数学方法求解方程，得出答案。
实验题解析及操作演示
实验题是考察学生实验操作和数据处 理能力的重要题型，需要学生掌握基 本的实验技能和数据处理方法。
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应 本章整合
反,随着速度增大,感应电动势增大,回路中的总电动势减小,回路中的电流
减小,金属杆受到的安培力减小,金属杆做加速度逐渐减小的加速运动,最
后匀速运动;金属杆速度最大时,产生的感应电动势大小为E,则有E=BLvm,
解得金属杆的最大速度为 vm=,故 A 错误;从开始运动到速度最大的过程中,
以向右为正方向,对金属杆根据动量定理,有 BLΔt=mvm-0,又 q=Δt,联立解得
据法拉第电磁感应定律求出电流,由焦耳定律计算热量
专项提升
电磁感应现象中的单棒和双棒模型
角度1三类常见的单棒模型
基本思路
模型
规律
B 2 l2 v
F
(1)力学关系:FA=BIl=
,a=
R+r
m
阻尼式
(导轨光
滑)
=
B 2 l2 v
m(R+r)
1
(2)能量关系: v0 2 -0=Q
2
Φ
(3)动量、电荷量关系:-BIl·Δt=0-mv0,q=n
q=t=+,故
程中电路中产生的焦耳热为 Q=mgxsin
电阻 R 产生的焦耳热为
+
=
B 正确;由能量守恒定律得在此过
1
α-2 m 2 =mgxsin
3 2 (+)2 sin2
α-
sin
3 2 (+)sin2
QR=+Q= + −
,故
4 4
2
面上,ab边、cd边与磁场边界平行。t=0时,金属框ab边刚好跨过区域Ⅰ的
左边界以速度v向右运动。在τ时刻,ab边运动到距区域Ⅰ的左边界
ℎ
2
减小,金属杆受到的安培力减小,金属杆做加速度逐渐减小的加速运动,最
后匀速运动;金属杆速度最大时,产生的感应电动势大小为E,则有E=BLvm,
解得金属杆的最大速度为 vm=,故 A 错误;从开始运动到速度最大的过程中,
以向右为正方向,对金属杆根据动量定理,有 BLΔt=mvm-0,又 q=Δt,联立解得
据法拉第电磁感应定律求出电流,由焦耳定律计算热量
专项提升
电磁感应现象中的单棒和双棒模型
角度1三类常见的单棒模型
基本思路
模型
规律
B 2 l2 v
F
(1)力学关系:FA=BIl=
,a=
R+r
m
阻尼式
(导轨光
滑)
=
B 2 l2 v
m(R+r)
1
(2)能量关系: v0 2 -0=Q
2
Φ
(3)动量、电荷量关系:-BIl·Δt=0-mv0,q=n
q=t=+,故
程中电路中产生的焦耳热为 Q=mgxsin
电阻 R 产生的焦耳热为
+
=
B 正确;由能量守恒定律得在此过
1
α-2 m 2 =mgxsin
3 2 (+)2 sin2
α-
sin
3 2 (+)sin2
QR=+Q= + −
,故
4 4
2
面上,ab边、cd边与磁场边界平行。t=0时,金属框ab边刚好跨过区域Ⅰ的
左边界以速度v向右运动。在τ时刻,ab边运动到距区域Ⅰ的左边界
ℎ
2
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应 电磁感应中的动力学、能量和动量问题
3m,电阻均为R,初始时,金属棒cd垂直于水平导轨静止放置,金属棒ab从倾
斜导轨上距底端距离为s处无初速度释放,进入水平直导轨后与棒cd始终没
有接触并一直向右运动,不计导轨电阻,重力加速度为g,求:
(1)金属棒cd的最大加速度am;
(2)金属棒ab上产生的热量Qab。
答案
2 2 2sin
答案 (1)0.4 A
2 m/s2
(2)3 m/s
解析 (1)ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图如图所示,当ab杆速度为v时,
感应电动势E=BLv,此时电路中电流
I=+
=
=0.4
+
A
ab 杆受到的安培力 F=BIL=0.4 N
由牛顿第二定律得 mgsin θ-F=ma
解得加速度为 a=gsin
2 2 2sin
am=
。
6
(2)当 ab、cd 棒共速时,cd 棒速度最大,由动量守恒定律得 mv=4mvm
解得
1
vm=4
2sin
由能量守恒定律得,两棒产生的总热量
ab 棒与 cd 棒电阻相同,所以
1
2 1
Q=2mv -2×4mm 2
1
3
Qab=2Q=8mgssin
θ。
=
3
mgssin
1.会分析导体棒、线框在磁场中的受力。能根据电流的变化分析导
体棒、线框受力的变化情况和运动情况。能利用牛顿运动定律和
平衡条件分析有关问题。(科学思维)
学习 2.理解电磁感应现象中的能量转化,会用动能定理、能量守恒定律
目标
分析有关问题。(科学思维)
3.会用动量定理、动量守恒定律分析电磁感应中的有关问题。(科
2021学年高二下学期物理人教版(教材)选择性必修第二册PPT-2.4互感和自感
这时要设法减小电路间的互感.例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的
互感现象.
例1 (多选)(2020·天津卷)手机无线充电是比较新颖的充电方式.如图3所
示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基
座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量.当充电基座上的
送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，
动，于是产生感应电动势. ”，进一步表明秦、蜀之间为高山峻岭所阻挡。
第一段：秦、晋围郑 5、荆轲刺秦王·教案
2.一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电 2.本文从多个方面进行对比，抨击“耻学于师”的人，先用古今对比，指出从师与不从师的两种结果，并用一个反问句推断圣人更圣明，愚人更愚笨的原因的语句是：圣人之所以为圣
【目的要求】
3.写在极短的时间内，秦王殿庭上下混乱，秦王惊起拔剑不出，环柱而逃，群臣惊愕，左右呼喊，有动作，有表情，有高呼，有怒骂，组成一幅惊心动魂的场面。
11.女子表明自己不幸生活的感受和决心的句子：“反是不思，亦已焉哉!”
三、自感系数 1.自感电动势：E＝L__ΔΔ_It_，其中ΔΔIt 是 电流的变化率 简称自感或电感.单位： 亨利 ，符号： H .
最终实现为手机电池充电.在充电过程中
√A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B.受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
√C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
图3
D.手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
解析 送电线圈中通入的是正弦式交变电 流，故产生的磁场也是周期性变化的，受 电线圈中产生的感应电流也是周期性变化 的，感应电流产生的磁场也是周期性变化 的，故A正确，B错误； 送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，故C正确； 有一部分能量会以电磁波的形式散发到周围的空间中损失掉，也有一部 分能量转化为手机的内能损失掉，故D错误.
互感现象.
例1 (多选)(2020·天津卷)手机无线充电是比较新颖的充电方式.如图3所
示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基
座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量.当充电基座上的
送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，
动，于是产生感应电动势. ”，进一步表明秦、蜀之间为高山峻岭所阻挡。
第一段：秦、晋围郑 5、荆轲刺秦王·教案
2.一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电 2.本文从多个方面进行对比，抨击“耻学于师”的人，先用古今对比，指出从师与不从师的两种结果，并用一个反问句推断圣人更圣明，愚人更愚笨的原因的语句是：圣人之所以为圣
【目的要求】
3.写在极短的时间内，秦王殿庭上下混乱，秦王惊起拔剑不出，环柱而逃，群臣惊愕，左右呼喊，有动作，有表情，有高呼，有怒骂，组成一幅惊心动魂的场面。
11.女子表明自己不幸生活的感受和决心的句子：“反是不思，亦已焉哉!”
三、自感系数 1.自感电动势：E＝L__ΔΔ_It_，其中ΔΔIt 是 电流的变化率 简称自感或电感.单位： 亨利 ，符号： H .
最终实现为手机电池充电.在充电过程中
√A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B.受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
√C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
图3
D.手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
解析 送电线圈中通入的是正弦式交变电 流，故产生的磁场也是周期性变化的，受 电线圈中产生的感应电流也是周期性变化 的，感应电流产生的磁场也是周期性变化 的，故A正确，B错误； 送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，故C正确； 有一部分能量会以电磁波的形式散发到周围的空间中损失掉，也有一部 分能量转化为手机的内能损失掉，故D错误.
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应 2.法拉第电磁感应定律
1
15 3
ΔΦ=BS-0=0.2×2×15×5 3 Wb= 2 Wb
3 s 内电路产生的平均感应电动势为
15 3
Δ
5 3
2
E= =
V=
V。
Δ
3
2
求解导体棒切割磁感线运动问题时,要分清瞬时感应电动势和平均感应电
Δ
动势,正确应用 E=n Δ 和E=Blv两个公式,在应用E=Blv时要弄清切割磁感
素养阐释
1.通过对磁通量的变化率、感应电动势、法拉第电磁感应定律的学习,形
成物理观念。
2.通过法拉第电磁感应定律
θ的应用,掌握科学思维。
Φ
E=n t 及导体切割磁感线时的电动势E=Blvsin
自主预习·新知导
学
一、电磁感应定律
1.感应电动势
在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势。产生感应电动势的那
m2、电阻r=1 Ω,在线圈外接一阻值为R=4 Ω的电阻。把线圈放入一个匀
强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面向里,磁场的磁感应强度B随时间的变
化规律如图乙所示。
(1)求0~4 s内,回路中的感应电动势。
(2)求t=5 s时,a、b两点哪点电势高。
(3)求t=5 s时,电阻R两端的电压U。
答案:(1)1 V
2
Δ
2.公式 E=n Δ 与 E=Blvsin θ 的对比
比较项目
Φ
E=n
t
E=Blvsin θ
研究对象 整个闭合回路
回路中做切割磁感线运动的那部分导体
区 适用范围 各种电磁感应现象 只适用于导体切割磁感线运动的情况
别
Δt 内的平均感应电
计算结果
某一时刻的瞬时感应电动势
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应 本章整合 (2)
2
22
mgsin θ+F=
②
由①②可得F=mgsin θ
功率P=F·2v=2mgvsin θ,故A正确,B错误。
当导体棒速度达到2时,对导体棒受力分析,如图所示。
22
sin- 2
a=
③
1
由①③可得 a=2gsin θ,故 C 正确。
当导体棒的速度达到2v时,安培力等于拉力和mgsin θ之和,所以以后匀速
于纸面的匀强磁场,磁感应强度等大反向。菱形闭合导线框ABCD 位于纸面
内且对角线AC与虚线垂直,磁场宽度与对角线AC长均为d。现使线框沿AC
方向匀速穿过磁场,以逆时针方向为感应电流的正方向,则从C点进入磁场
到A点离开磁场的过程中,线框中电流i随时间t的变化关系可能是(
答案:D
)
解析:本题疑难点在于导线框同时处于两个磁场中时情况的判断。导线
感应电流总要阻碍磁通量的变化
理解
感应电流总要阻碍导体和磁场的相对运动
应用步骤:首先明确原磁场的方向和磁通量的增减,确定感应电流的磁场方向,再用安培定则确定感应
电流的方向
右手定则
适合判定导体切割磁感线产生的感应电流的方向
右手定则、左手定则、安培定则的区别
二、法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律(感应电动势的大)
感应电动势
定义:在电磁感应现象中产生的电动势
产生的条件:磁通量发生变化
法拉第电磁感应定律
Δ
=
,适合求的平均值
Δ
切割公式
=
条件:、、三者互相垂直
三、特殊的电磁感应现象
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
互感现象
自感电动势:总是阻碍自身电流的变化
22
mgsin θ+F=
②
由①②可得F=mgsin θ
功率P=F·2v=2mgvsin θ,故A正确,B错误。
当导体棒速度达到2时,对导体棒受力分析,如图所示。
22
sin- 2
a=
③
1
由①③可得 a=2gsin θ,故 C 正确。
当导体棒的速度达到2v时,安培力等于拉力和mgsin θ之和,所以以后匀速
于纸面的匀强磁场,磁感应强度等大反向。菱形闭合导线框ABCD 位于纸面
内且对角线AC与虚线垂直,磁场宽度与对角线AC长均为d。现使线框沿AC
方向匀速穿过磁场,以逆时针方向为感应电流的正方向,则从C点进入磁场
到A点离开磁场的过程中,线框中电流i随时间t的变化关系可能是(
答案:D
)
解析:本题疑难点在于导线框同时处于两个磁场中时情况的判断。导线
感应电流总要阻碍磁通量的变化
理解
感应电流总要阻碍导体和磁场的相对运动
应用步骤:首先明确原磁场的方向和磁通量的增减,确定感应电流的磁场方向,再用安培定则确定感应
电流的方向
右手定则
适合判定导体切割磁感线产生的感应电流的方向
右手定则、左手定则、安培定则的区别
二、法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律(感应电动势的大)
感应电动势
定义:在电磁感应现象中产生的电动势
产生的条件:磁通量发生变化
法拉第电磁感应定律
Δ
=
,适合求的平均值
Δ
切割公式
=
条件:、、三者互相垂直
三、特殊的电磁感应现象
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
互感现象
自感电动势:总是阻碍自身电流的变化
高中物理第二章电磁感应本章整合课件选择性必修第二册高中第二册物理课件
由运动学公式得v2=2ax⑤
设金属棒在撤去外力后的运动过程中安培力所做的功为W,由动能
定理得W=0-
1
2
mv2⑥
撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2=-W⑦
联立⑤⑥⑦式,代入数据得Q2=1.8 J。⑧
(3)由题意知,撤去外力前、后回路中产生的焦耳热之比
Q1∶Q2=2∶1,可得Q1=3.6 J⑨
在金属棒运动的整个过程中,外力F克服安培力做功,由功能关系可
(2)16 m/s
2
2 2 =16
0
m/s。
变式训练2如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻
不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨
静止放置,且与导轨接触。t=0时,将开关S由1掷到2。q、i、v和a分
别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。
下列图像正确的是(
功,再明确有哪些形式的能量参与转化,如何转化(如滑动摩擦力做
功,必然有内能出现;重力做功,可能有机械能参与转化;安培力做负
功的过程中有其他形式的能转化为电能,安培力做正功的过程中有
电能转化为其他形式的能)。
2.电能求解方法主要有三种
(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。
变式训练1(多选)如图所示,在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行
金属导轨,导轨跟大线圈M相连,导轨上放一根导线ab,磁感线垂直
于导轨所在平面,欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的
感应电流,则导线的运动情况可能是(
)
A.匀速向右运动
B.加速向右运动
C.减速向右运动
D.加速向左运动
12/12/2021
设金属棒在撤去外力后的运动过程中安培力所做的功为W,由动能
定理得W=0-
1
2
mv2⑥
撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2=-W⑦
联立⑤⑥⑦式,代入数据得Q2=1.8 J。⑧
(3)由题意知,撤去外力前、后回路中产生的焦耳热之比
Q1∶Q2=2∶1,可得Q1=3.6 J⑨
在金属棒运动的整个过程中,外力F克服安培力做功,由功能关系可
(2)16 m/s
2
2 2 =16
0
m/s。
变式训练2如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻
不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨
静止放置,且与导轨接触。t=0时,将开关S由1掷到2。q、i、v和a分
别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。
下列图像正确的是(
功,再明确有哪些形式的能量参与转化,如何转化(如滑动摩擦力做
功,必然有内能出现;重力做功,可能有机械能参与转化;安培力做负
功的过程中有其他形式的能转化为电能,安培力做正功的过程中有
电能转化为其他形式的能)。
2.电能求解方法主要有三种
(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。
变式训练1(多选)如图所示,在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行
金属导轨,导轨跟大线圈M相连,导轨上放一根导线ab,磁感线垂直
于导轨所在平面,欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的
感应电流,则导线的运动情况可能是(
)
A.匀速向右运动
B.加速向右运动
C.减速向右运动
D.加速向左运动
12/12/2021
新教材人教版高中物理选择性必修第二册 2-2 法拉第电磁感应定律 教学课件
现象。
分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定 性的结论。
结论：感应电流的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比
第五页，共二十四页。
新课讲解
一、电磁感应定律
I
I
电源
G
感应 电动势
S
N
产生电动势的那部分导体相当于电源
如果电路不闭合虽然没有感应电流，但电动势依然存在。
所以产生感应电动势为电磁感应现象的本质。
IE R
第六页，共二十四页。
闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
E k t
当电动势单位为v,磁通量单位为Wb，时间单位为s时，K的取值为1。
E （一匝线圈） t
E n （n匝线圈）串联 t
第七页，共二十四页。
应用法拉第电磁感应定律的三种情况
①磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则
第十五页，共二十四页。
思考与讨论
＋＋＋
F洛
F洛
＋
F电
－－－
①合运动是斜向上的。（D到C）
②当F洛=F电时，不再移动。 ③C端电势高，相当于电源正极。
第十六页，共二十四页。
新课讲解
4.动生电动势
F安
①由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势 ②非静电力是洛伦兹力提供
③导体棒就相当于与电源 ④导体棒还会受到安培力的作用
的距离是20.5km，卫星所在位置的地磁场为B＝4.6×10-5T，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和
卫星的运行速度是7.6km/s，求缆绳中的感应电动势。
解：可以看成是导体切割磁感线。
E=BLV=7.2×103V
如图，若接入的电阻R=14Ω，ab的电阻为0.4Ω，求感应电流的大小？
分别改变线圈的匝数、磁体的强度，重复上面的实验，得出定 性的结论。
结论：感应电流的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比
第五页，共二十四页。
新课讲解
一、电磁感应定律
I
I
电源
G
感应 电动势
S
N
产生电动势的那部分导体相当于电源
如果电路不闭合虽然没有感应电流，但电动势依然存在。
所以产生感应电动势为电磁感应现象的本质。
IE R
第六页，共二十四页。
闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
E k t
当电动势单位为v,磁通量单位为Wb，时间单位为s时，K的取值为1。
E （一匝线圈） t
E n （n匝线圈）串联 t
第七页，共二十四页。
应用法拉第电磁感应定律的三种情况
①磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则
第十五页，共二十四页。
思考与讨论
＋＋＋
F洛
F洛
＋
F电
－－－
①合运动是斜向上的。（D到C）
②当F洛=F电时，不再移动。 ③C端电势高，相当于电源正极。
第十六页，共二十四页。
新课讲解
4.动生电动势
F安
①由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势 ②非静电力是洛伦兹力提供
③导体棒就相当于与电源 ④导体棒还会受到安培力的作用
的距离是20.5km，卫星所在位置的地磁场为B＝4.6×10-5T，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和
卫星的运行速度是7.6km/s，求缆绳中的感应电动势。
解：可以看成是导体切割磁感线。
E=BLV=7.2×103V
如图，若接入的电阻R=14Ω，ab的电阻为0.4Ω，求感应电流的大小？