高中物理复习课：电磁感应中的动力学和能量问题教案.pdf

1 复习课：电磁感应中的动力学和能量问题教案 班级： 高 二 理 科（6）班下午第一节授课人： 课题 电磁感应中的动力学与能量问题 第一课时 三维目标 1. 掌握电磁感应中动力学问题的分析方法 2. 理解电磁感应过程中能量的转化情况 3. 运用能量的观点分析和解决电磁感应问题 重点 1. 分析计算电磁感应中有安培力参与的导体的运动及平衡问题 2. 分析计算电磁感应中能量的转化与转移 难点 1. 运用牛顿运动定律和运动学规律解答电磁感应问题 2. 运用能量的观点分析和解决电磁感应问题 教具多媒体辅助课 型复习课 课 时 安 排 2 课时 教 学 过 程 一、 电磁感应中的动力学问题 课前同学们会根据微课视频完成学案上的知识清单： 1 安培力的大小 2安培力的方向判断 3两种状态及处理方法 状态特征处理方法 平衡态加速度为零根据平衡条件列式分析 非平衡态 加速度不为 零 根据牛顿第二定律进行动态分析或结 合功能关系进行分析 4. 力学对象和电学对象的相互关系 2 教 学 过 程 指导学生处理学案上的例题和拓 展训练 例 1：如图所示，在磁感应强 度为 B， 方向垂直纸面向里的 匀强磁场中，金属杆MN 放 在光滑平行金属导轨上，现用平行于金属杆的恒力F，使 MN 从静止开始向右滑动， 回路的总电阻为R，试分析 MN 的运动情况，并求MN 的最大速度。 拓展训练 1:如图所示，两根足 够长的平行金属导轨固定在倾 角30°的斜面上，导轨电 阻不计，间距 L0.4 m。导轨 所在空间被分成区域和， 两区域的边界与斜面的交线为 MN，中的匀强磁场方向垂直 斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的 磁感应强度大小均为B0.5 T。在区域中，将质量m1 0.1 kg，电阻 R10.1 的金属条 ab放在导轨上， ab 刚好 不下滑。然后，在区域中将质量m20.4 kg，电阻 R2 0.1 的光滑导体棒 cd 置于导轨上，由静止开始下滑。cd 在滑动过程中始终处于区域的磁场中，ab、cd 始终与导 轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g10 m/s 2。问： (1)cd 下滑的过程中， ab 中的电流方向； (2)ab刚要向上滑动时， cd 的速度 v 多大； 例 2：如图所示的图中，导体棒ab 垂直放在水平导轨上， 导轨处在方向垂直于水平面向下的匀强磁场中。导体棒和 导轨间接触良好且摩擦不计，导体棒、导轨的电阻均可忽 略，今给导体棒 ab一个向右的初速度V0。有的同学说电容 器断路无电流，棒将一直匀速运动 下去；有的同学认为棒相当于电 源，将给电容器充电， 电路中有电 流，所以在安培力的作用下， 棒将 减速。 关于这个问题你怎么看呢？ 3 总结：通过以上复习内容和训练，你认为处理电磁感应中 的动力学问题的基本步骤是什么？ 二、电磁感应中的能量问题 课前同学们根据微课视频会完成学案上的知识清单： 1.电磁感应中的能量转化 （1）安培力做负功：（）能 （）能（）能 注：克服安培力做了多少功，就有多少其它形式能转化为 电能。 （2） 安培力做正功： （） 能（） 能 2.求解焦耳热的三种方法： 指导学生处理学案上的例题和拓展训练： 例 1：光滑曲面与竖直平面的交线是抛 物线，如图所示，抛物线的方程为y x 2，其下半部处在一个水平方向的匀强 磁场中，磁场的上边界是ya 的直线 (图中的虚线所示 )，一个质量为 m 的小 金属框从抛物线yb(ba)处以速度v 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属框在曲面上滑 动的过程中产生的焦耳热总量是() :AmgbB.1 2mv 2 Cmg(ba) Dmg(ba)1 2mv 2 拓展：若磁场为非匀强磁场，上述问题的答案是： 4 教师点拨： 对于多过程的问题，有时用动力学解决比较麻 烦，但若用能量转化和守恒观点，全过程考虑，则不涉及 过程中的具体细节，只要抓住初态和末态，可以使计算方 便，解题简便。 下一节课我们将接触一些更为复杂、综合性更强的经典高 考题，提升同学们的这方面解题能力。 作业：见学案 教 后 反 思