2019-2020年高中物理選修（3-2）第1章《電磁感應與現(xiàn)代生活》word教案7.doc
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2019-2020年高中物理選修（3-2）第1章《電磁感應與現(xiàn)代生活》word教案7 [學習目標定位] 1.掌握電磁感應中動力學問題的分析方法.2.掌握電磁感應現(xiàn)象中的能量轉化與守恒問題，并能用來處理力、電綜合問題． 1．垂直于勻強磁場放置、長為L的直導線通過電流為I時，它所受的安培力F＝BIL，安培力方向的判斷用左手定則． 2．牛頓第二定律：F＝ma，它揭示了力與運動的關系． 做加速運動的物體，當加速度a與速度v方向相同時，速度增大，反之速度減小．當加速度a為零時，物體做勻速直線運動． 3．做功的過程就是能量轉化的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉化，功是能量轉化的量度． 幾種常見的功能關系 (1)合外力所做的功等于物體動能的變化． (2)重力做的功等于重力勢能的變化． (3)彈簧彈力做的功等于彈性勢能的變化． (4)除了重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外的其他力做的功等于機械能的變化． (5)安培力做的功等于電能的變化． 4．電流通過導體時產(chǎn)生的熱量 焦耳定律：Q＝I2Rt. 一、電磁感應中的動力學問題 1．電磁感應中產(chǎn)生的感應電流在磁場中將受到安培力作用，所以電磁感應問題往往與力學問題聯(lián)系在一起，處理此類問題的基本方法是： (1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向． (2)求回路中的電流強度的大小和方向． (3)分析研究導體受力情況(包括安培力)． (4)列動力學方程或平衡方程求解． 2．電磁感應現(xiàn)象中涉及的具有收尾速度的力學問題，關鍵要抓好受力情況和運動情況的動態(tài)分析； 周而復始地循環(huán)，加速度等于零時，導體達到穩(wěn)定運動狀態(tài)． 3．兩種狀態(tài)處理 導體勻速運動，應根據(jù)平衡條件列式分析；導體做勻速直線運動之前，往往做變加速運動，處于非平衡狀態(tài)，應根據(jù)牛頓第二定律或結合功能關系分析． 例1 如圖1甲所示，兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導軌間距為L，M、P兩點間接有阻值為R的電阻．一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上，并與導軌垂直．整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向下．導軌和金屬桿的電阻可忽略，讓ab桿沿導軌由靜止開始下滑，導軌和金屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦． 圖1 (1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示，請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖． (2)在加速下滑過程中，當ab桿的速度為v時，求此時ab桿中的電流及其加速度的大小． (3)求在下滑過程中，ab桿可以達到的速度最大值． 解析 (1)如圖所示， ab桿受：重力mg，豎直向下；支持力N，垂直于斜面向上；安培力F安，沿斜面向上． (2)當ab桿速度為v時，感應電動勢E＝BLv，此時 電路中電流I＝＝ ab桿受到安培力F安＝BIL＝ 根據(jù)牛頓第二定律，有 ma＝mgsin θ－F安＝mgsin θ－ a＝gsin θ－. (3)當a＝0時，ab桿有最大速度：vm＝. 答案 (1)見解析圖 (2) gsin θ－ (3) 例2 如圖2所示，MN和PQ是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導軌，已知導軌足夠長，且電阻不計．a(chǎn)b是一根與導軌垂直而且始終與導軌接觸良好的金屬桿．開始時，將開關S斷開，讓桿ab由靜止開始自由下落，過段時間后，再將S閉合，若從S閉合開始計時，且已知金屬桿接入電路的電阻為R，則金屬桿ab的速度v隨時間t變化的圖像可能是圖中的( ) 圖2 答案 ACD 解析 S閉合時，若>mg，先減速再勻速，D項有可能；若＝mg，勻速，A項有可能；若
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