电磁感应问题的综合专题教案
一、教学目标知识与能力A层：使学生进一步熟练对法拉第电磁感应定律和楞次定律的理解与应用。B层：使学生能处理电磁感应规律与电路、动力学、能量综合应用的问题，并学会处理相应问题的方法与技巧。过程与方法问题分类处理，讲练一一对应，注意方法规律总结。情感、态度、价值观提高学生的分析综合能力和解决实际问题的能力，帮助学生树立正确的科学观。
二、重点难点电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用
三、教学过程处理预学案(自主)(学生自己完成，课上抢答)1法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小与_，其数学表达式E=_。一般情况下该关系式表示的是电动势的_值。2磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率是三个完全不同的物理量。磁通量的符号是_，磁通量的变化量的符号为_，磁通量的变化率的符号是_。3导体棒做切割磁感线时，感应电动势的大小与_B成正比，与_L成正比，与_v成正比，与_成正比。表达式为E=_。其特例为E=_。式中的v如果是瞬时值，则E表示感应电动势的_值。4电磁感应现象仍然遵循能量守恒定律，在这里过程中_能转化为_能。导体切割磁感线发生电磁感应现象中(发电机)，导体克服安培力作功的过程，就是_能向_能的转化，电能在回路中最后转化为_能，其能量关系W安=E机=E电=Q。导学案(课上师生共同达成)电磁感应和电路规律的综合应用在电磁感应中，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，该导体或回路就相当于电源。将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在电路中形成电流。因此电磁感应问题往往跟电路问题联系在一起，这类问题通常需要综合应用闭合电路欧姆定律例
1、如图所示，长为L、电阻r0.
3、m0.1kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R0.5的电阻，量程为03.0A的电流表串接在一条导轨上，量程为01.0V的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。现以向右恒定外力F使金属棒右移。当金属棒以v速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。问：此满偏的电表是哪个表？说明理由。拉动金属棒的外力F多大？归纳总结:电路问题
1、确定电源：首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体(电源)，其次利用或求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。
2、分析电路结构，画等效电路图
3、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等跟踪训练
1、FL1L2Bv如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，拉力F大小；拉力的功率P；拉力做的功W；线圈中产生的电热Q；通过线圈某一截面的电荷量q。电磁感应中的动力学问题例
2、如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻，一根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab，从静止开始沿导轨下滑，求此过程中ab棒的最大速度。已知ab与导轨间的动摩擦因数为，导轨和金属棒的电阻都不计。归纳总结:这类问题覆盖面广，题型也多种多样；但解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等，基本思路是：F=BIL界状态v与a方向关系运动状态的分析a变化情况F=ma合外力运动导体所受的安培力感应电流确定电源(E，r)跟踪训练
2、RabmL如图所示，竖直放置的U形导轨宽为L，上端串有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计)。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦。从静止释放后ab保持水平而下滑。试求ab下滑的最大速度vm电磁感应中的能量守恒abdc例
3、如图所示，矩形线圈abcd质量为m，宽为d，在竖直平面内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上、下边界水平，宽度也为d，线圈ab边刚进入磁场就开始做匀速运动，那么圈穿越磁场的全过程，产生了多少电热？归纳总结:只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想。跟踪训练
3、(2013威海模拟)如图所示，正方形导线框abcd，每边长为L，ab边的质量为m，且质量分布均匀，其他边质量不计，导线框的总电阻为R，cd边与光滑固定转轴OO相连，线框可绕OO轴自由转动，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中现将线框拉至水平位置，由静止开始释放，经时间t，ab边到达最低点，此时ab边的角速度为.不计空气阻力求：(1)在t时间内通过导线横截面的电荷量q为多少；(2)在最低点时ab边受到的安培力大小和方向；(3)在最低点时ab边受到ca边的拉力大小；(4)在t时间内线框中产生的热量课堂小结-劈柴不照纹，累死劈柴人本节课分别处理了电磁感应规律与电路、动力学、能量综合应用的问题，这三类问题实际都是以电磁感应规律为解题的切入点和突破口，通过学习我们发现处理这部分题目有着共同的规律，其具体的思路是：确定发电磁感应现象的电路或导体(相当于电源)。用法拉第电磁感应定律求解或表示电动势的大小，用楞次定律判断电流方向。用闭合电路欧姆定律求回路中电流强度。分析研究对象的受力情况(包含安培力，用左手定则确定其方向)和运动情况。根据受力特点和运动性质选择相应的规律列式求解。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！固学案(课下自主完成)1如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t)T，定值电阻R1=6，线圈电阻R2=4，求：(1)磁通量变化率，回路的感应电动势；(2)a、b两点间电压Uab2.(2013南昌一模)如图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大一个边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框沿垂直磁场方向，以速度v从图示位置向，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为，则()A此时线框的电功率为B此时线框的加速度为C此过程通过线框截面的电荷量为D此过程回路产生的电能为0.75mv2
四、板书设计习题课：电磁感应中的综合问题
一、电磁感应中的电路问题例、解：
二、电磁感应中的动力学问题例
2、解：
三、电磁感应中的能量转化问题例
3、解：课堂小结：教后反思
下载本文