2016-2017学年教科版选修3-2电磁感应中的能量转化与守恒学案

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1、5・电磁感应中的能量转化与守恒学习目标知识脉络1.知道电磁感应现象遵守能量守恒定律.2.掌握电磁感应现象中产生的电能与克服安培力做功的关系.（难点）3.掌握感应电流做功过程中能量的转化.（重点）电磁感应中的能量转化与守恒—电磁感应中的冃暹电磁感应中的力学1可题

2、］电磁感应中的图像1可题

3、电磁感应屮的能量问题◊基础初探◊［先填空］1.电磁感应中的能量转化（1）如图1-5-1所示，处在匀强磁场中的水平导轨上有一根与导轨接触良好的可自由滑动的直导线ab在外力F作用下向右做匀速直线运动.xxXXXXXXXXXXXX图1

4、-5-1（2）能量转化：在上述过程中，产生的电能是通过外力F克服安培力做功转化而来的.而这些电能又通过感应电流做功,转化为其他形式的能量.2.电磁感应中的能量守恒能量守恒是自然界的一条普遍规律，在电磁感应现象中也不例外，在电磁感应中，外力做了多少功，就有多少电能产生.［再判断］⑴在电磁感应现象中，安培力做正功，把其他形式的能转化为电能.（X）（2）电磁感应现象一定伴随着能量的转化，克服安培力做功的大小与电路中产生的电能相对应.（丁）（3）安培力做负功，一定有电能产生.（J）［后思考］在电磁感应现象屮产生的电能与

5、外力做的功一定相等吗？【提示】不一定.在电磁感应现象中产生的电能一定与克服安培力所做的功相等，当外力做功和克服安培力做功相等时，在电磁感应现象中产生的电能等于外力做的功，否则不相等.◊核心突破◊［合作探讨］如图1・5・2所示，金属棒〃沿光滑导轨由静止滑下，思考以下问题:图1・5・2探讨1：下滑过程中，棒Qb的重力势能、动能以及回路的电能如何变化，它们间的关系式如何？【提示】下滑过程中，棒的重力势能减少，动能增加，产生电能.重力势能的减少量等于动能增加与产生的电能之和；电能全部转化为电路中的内能（焦耳热）.探讨2

6、：下滑过程中功能关系如何？用动能定理如何列表达式？【提示】重力做的功等于重力势能的减少量；棒受力做的总功等于动能改变；棒克服安培力做的功等于回路中产生的电能.WG-W^=Ek.探讨3：若斜面粗糙，棒和冋路的能量又如何变化？如何把它们间的能量关系表示出来？【提示】下滑过程中，棒的重力势能减少，动能增加，因摩擦而产生的热能和回路中产生的电能增加.重力势能的减少量等于动能的增加量和因摩擦而产生的热能与回路中产生的电能之和；电能全部转化为电路中的焦耳热.［核心点击］1.电磁感应中的能量守恒(1)由磁场变化引起的电磁感

7、应现象中，磁场能转化为电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电阻的内能.(2)由相对运动引起的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能.克服安培力做多少功，就产生多少电能.若电路是纯电阻电路，转化过来的电能也将全部转化为电阻的内能.2.求解电磁感应现象中能量守恒问题的一般思路(1)分析回路，分清电源和外电路.在电磁感应现彖中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或冋路就相当于电源，其余部分相当于外电路.(2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式

8、的能量发生了转化.女山做功情况能量变化特点滑动摩擦力做功有内能产生重力做功重力势能必然发生变化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，就产生多少电能安培力做正功电能传化为其他形式的能⑶根据能量守恒列方程求解.3.电能的三种求解思路(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.(2)利用能量守恒求解：相应的其他能量的减少量等于产生的电能.(1)利用屯路特征求解：通过屯路屮所消耗的电能来计算.◊题组冲关◊1.如图1・5・3所示，固定于水平绝缘面上的平行金屈导轨

9、不光滑，垂直于导轨平面有一匀强磁场，质量为加的金属棒cd垂直放在导轨上，除7?和棒的电阻尸外，其余电阻不计•现用水平恒力尸作用于山棒，使cd棒由静止开始向右滑动的过程中，下列说法正确的是()【导学号：31310030]XX

10、棒上使棒由静止开始做切割磁感线运动，产生感应电动势的过程中，F做的功转化为三种能量：棒的动能人母、摩擦生热0和回路电能E电，即使c〃棒匀速运动，△&=(),但0HO,故A、B错误；对C项可这样证明，经过时间A/,cd棒发生的位移为s,则cd棒克服磁场力做的功W=BILs=fi/AS=/A0=£/Ar=E永远成立，故C项正确；回路中，cd棒相当于电源，有内阻，所以路端电压不等于感应电动势