《第3节电磁感应定律的应用》公开课教案下载

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2．求解焦耳热Q的方法

二、电磁感应中的电荷量计算问题

在电磁感应现象中，既然有电流通过电路，那么就会有电荷量通过，由 EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT , EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT , EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT ,由此可导出电荷量 EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT 。可见，感应电荷量q仅由磁通量的变化量 EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT 和电路的总电阻 EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT 决定。

高效演练

典例1.如图所示，在一倾角为37°的粗糙绝缘斜面上，静止地放置着一个匝数n＝10匝的圆形线圈，其总电阻R＝3.14 Ω、总质量m＝0.4 kg、半径r＝0.4 m。如果向下轻推一下此线圈，则它刚好可沿斜面匀速下滑。现在将线圈静止放在斜面上后。在线圈的水平直径以下的区域中，加上垂直斜面方向、磁感应强度大小按如下图所示规律变化的磁场(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2)， 求：

(1)刚加上磁场时线圈中的感应电流大小I；

(2)从加上磁场开始到线圈刚要运动的过程，线圈中产生的热量Q。

典例2.如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为 L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为 θ，在导轨的中部刷有一段长为 d 的薄绝缘涂层．匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向与导轨平面垂直．质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放， 在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端. 导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为 R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g.求：

(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；

(2)导体棒匀速运动的速度大小vm；

(3)整个运动过程中，电阻R产生的焦耳热.

拓展1.若导体棒接入电路中的电阻为r，求以上各物理量的大小？

拓展2.若匀强磁场由垂直斜面向上变为竖直向上，求以上各物理量的大小？

若匀强磁场由垂直斜面向上变为垂直斜面向下，以上各物理量的大小如何变化？

拓展3.求整个运动过程中，通过导体棒的电荷量q？

拓展4. 若去掉绝缘涂层后，导体棒从顶端开始下滑到匀速阶段，通过导体棒的电荷量为q’,求金属棒下滑的位移x以及电阻R产生的焦耳热？

典例3．如图甲所示，电阻不计且间距L＝1 m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R＝2 Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量m＝0.1 kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平，已知杆ab进入磁场时的速度v0＝1 m/s，下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示，g取10 m/s2，则(　　)

A．匀强磁场的磁感应强度为1 T

B．杆ab下落0.3 m时金属杆的速度为1 m/s

C．杆ab下落0.3 m的过程中R上产生的热量为0.2 J

D．杆ab下落0.3 m的过程中通过R的电荷量为0.25 C

课后作业

1．如图所示，平行金属框架竖直放置在绝缘地面上．框架上端接有一电容为C的电容器．框架上一质量为m、长为L的金属棒平行于地面放置，离地面的高度为h．磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直．现将金属棒由静止开始释放，金属棒下滑过程中与框架接触良好且无摩擦．开始时电容器不带电，不计各处电阻．求：(1)金属棒落地时的速度大小 ；

金属棒从静止释放到落到地面的时间 ；(3)整个运动过程中，克服安培力做的功。

2．如图，两根相距L=0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连．导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k=0.5T/m，x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T．一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直．棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变．求：（1）电路中的电流；（2）金属棒在x=2m处的速度；