2020_2021学年高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象的两类情况4教案新人教版选修3_2.doc

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1、优选电磁感应中的动力学和能量问题考纲分析：主题内容要求说明电磁感应电磁感应现象I1.导体切割磁感线时，感应电动势的计算，只限于l垂直于B、v的情况；2.在电磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低；3.不要求用自感系数计算自感电动势。磁通量I法拉第电磁感应定律II楞次定律II自感、涡流I专题定位高考对本部分内容的要求较高，常在选择题中考查电磁感应中的图象问题、变压器和交流电的描述问题。在计算题中作为压轴题，以导体棒运动为背景，综合应用电路的相关知识、牛顿运动定律和能量守恒定律解决导体棒类问题。本专题考查的知识

2、点有：①楞次定律的理解和应用；②电磁感应过程中的动态分析；③综合应用直流电路知识和能量观点解决电磁感应问题。应考策略对本章的复习应注意抓住两个定律，运用三种观点。两个定律是指楞次定律和法拉第电磁感应定律；三种观点是指动力学观点、能量观点和动量观点。教学过程：一、电磁感应中的动力学问题1．所用知识及规律(1)安培力的大小-11-/11优选由感应电动势E＝BLv，感应电流I＝和安培力公式F＝BIL得F＝.(2)安培力的方向判断(3)牛顿第二定律及功能关系2．导体的两种运动状态及处理方法(1)导体的平衡状态——静止状态或

3、匀速直线运动状态．处理方法：根据平衡条件(合外力等于零)列式分析(2)导体的非平衡状态——加速度不为零．处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析．3．电磁感应中的动力学问题分析思路解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是　　“先电后力”，即：“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r；“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相应部分的电流大小，以便求解安培力；“力”的分析——分析研究对象(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；“运动”的分析

4、——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型．二、电磁感应中的能量问题1．过程分析(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．-11-/11优选(2)电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能．“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能．(3)当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能．安培力做功的过程，或通过电阻发热的过程，是电能转化为其他形式能的过程．安培力做了多少功，就

5、有多少电能转化为其他形式的能．2．求解思路(1)若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W＝UIt或Q＝I2Rt直接进行计算．(2)若电流变化，则：①利用安培力做的功求解：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：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能．讲练互动例1．如图1所示，间距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面夹角为30°，导轨的电阻不计，导轨的N、Q端连接一阻值为R的电阻，导轨上有一根质量一定、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒上方距离L以上的X围

6、存在着磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直向下的匀强磁场．现在施加一个平行斜面向上且与棒ab重力相等的恒力，使导体棒ab从静止开始沿导轨向上运动，当ab进入磁场后，发现ab开始匀速运动，求：(1)导体棒的质量；(2)若进入磁场瞬间，拉力减小为原来的一半，求导体棒能继续向上运动的最大位移．图1-11-/11优选审题突破　(1)由牛顿第二定律求出导体棒的加速度，由匀变速运动的速度位移公式求出速度，由安培力公式求出安培力，然后由平衡条件求出导体棒的质量．(2)应用牛顿第二定律、安培力公式分析答题．解析　(1)导体棒从静

7、止开始在磁场外匀加速运动，距离为L，其加速度为F－mgsin30°＝maF＝mg得a＝g棒进入磁场时的速度为v＝＝由棒在磁场中匀速运动可知F安＝mgF安＝BIL＝得m＝(2)若进入磁场瞬间使拉力减半，则F＝mg则导体棒所受合力为F安F安＝BIL＝＝mav＝和a＝代入上式＝m即＝mΔv设导体棒继续向上运动的位移为x，则有＝mv将v＝和m＝代入得x＝2L答案　(1)　(2)2L变式训练一：-11-/11优选1．(多选)如图所示，水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时a

8、b棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较，这个过程(AC　　)．A．安培力对ab棒所做的功不相等B．电流所做的功相等C．产生的总内能相等D．通过ab棒的电荷量相等2.如图所示，金属棒ab质量m＝5g，放在相距L＝1m、处于同一水平面上的两根光滑平行金属导轨最右端，导轨距地高h＝0.8m，电容器电容C＝400μF，电