2019-2020年高中物理選修（3-2）第1章《電磁感應(yīng)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(yīng)與現(xiàn)代生活》word教案7 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.掌握電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的分析方法.2.掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化與守恒問(wèn)題，并能用來(lái)處理力、電綜合問(wèn)題． 1．垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線通過(guò)電流為I時(shí)，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(yùn)動(dòng)的關(guān)系． 做加速運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)加速度a與速度v方向相同時(shí)，速度增大，反之速度減?。?dāng)加速度a為零時(shí)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)． 3．做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，功是能量轉(zhuǎn)化的量度． 幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系 (1)合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化． (2)重力做的功等于重力勢(shì)能的變化． (3)彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)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(jī)械能的變化． (5)安培力做的功等于電能的變化． 4．電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量 焦耳定律：Q＝I2Rt. 一、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 1．電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力作用，所以電磁感應(yīng)問(wèn)題往往與力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起，處理此類問(wèn)題的基本方法是： (1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向． (2)求回路中的電流強(qiáng)度的大小和方向． (3)分析研究導(dǎo)體受力情況(包括安培力)． (4)列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解． 2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及的具有收尾速度的力學(xué)問(wèn)題，關(guān)鍵要抓好受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析； 周而復(fù)始地循環(huán)，加速度等于零時(shí)，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． 3．兩種狀態(tài)處理 導(dǎo)體勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)根據(jù)平衡條件列式分析；導(dǎo)體做勻速直線運(yùn)動(dòng)之前，往往做變加速運(yùn)動(dòng)，處于非平衡狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)牛頓第二定律或結(jié)合功能關(guān)系分析． 例1 如圖1甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，M、P兩點(diǎn)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(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下．導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略，讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)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(qǐng)?jiān)诖藞D中畫(huà)出ab桿下滑過(guò)程中某時(shí)刻的受力示意圖． (2)在加速下滑過(guò)程中，當(dāng)ab桿的速度為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大?。? (3)求在下滑過(guò)程中，ab桿可以達(dá)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(dāng)ab桿速度為v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，此時(shí) 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(dāng)a＝0時(shí)，ab桿有最大速度：vm＝. 答案 (1)見(jiàn)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(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，且電阻不計(jì)．a(chǎn)b是一根與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿．開(kāi)始時(shí)，將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，讓桿ab由靜止開(kāi)始自由下落，過(guò)段時(shí)間后，再將S閉合，若從S閉合開(kāi)始計(jì)時(shí)，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(shí)間t變化的圖像可能是圖中的( ) 圖2 答案 ACD 解析 S閉合時(shí)，若>mg，先減速再勻速，D項(xiàng)有可能；若＝mg，勻速，A項(xiàng)有可能；若下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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