粤教版选修3-2《第一章 电磁感应 第05节 法拉弟电磁感应定律应用(一)》优秀教案设计

粤教版选修3-2《第一章 电磁感应 第05节 法拉弟电磁感应定律应用(一)》优秀教案设计

教学重点：

能解决电磁感应问题中涉及安培力的动态分析和平衡问题，会分析电磁感应问题中的能量转化，并会进行有关计算．

一、电磁感应中的动力学问题

例：如图，直金属导轨MN、PQ，倾角为θ，两导轨间距为L, M、P两点间接有阻值为R的电阻。ab为质量m的金属杆。磁感应强度为B，方向如图，其它电阻忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，不计摩擦。（1）请画出ab杆某时刻的受力示意图；（2）当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；

（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。

这里是重力的分力为动力，我们可以加沿斜面恒力也通过滑轮挂一重物充当动力。

总结几种变化

(1) 导轨面变化（水平 竖直或倾斜）

(2) 电路变化

（3）研究对象（线圈）

电磁感应中能这类问题覆盖面广，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：

(1)受力分析时，要把立体图转换为平面图，分析运动情况

(2)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的方向和大小E=BLV。

(3)求回路中的感应电流的方向和大小I＝ eq \f(BLv,R＋r) .

(4)分析导体的安培力的方向和大小F安＝BIL，F安是变力，不像重力或其他力一样是恒力。

(5)根据牛顿第二定律F合＝ma分析a的变化情况，以求出稳定状态的速度。

列出稳定状态下的受力平衡方程往往是解题的突破口。

拓展1：若有摩擦力，摩擦因素为u，则最大速度为多少？

拓展2：若无摩擦，杆由静止运动到稳定速度时，通过电阻横截面积的电荷量为q，则刚达到稳定速度时杆的位移为多大？此过程中电阻产生的热量Q为多少？

电磁感应中的能量问题

能量的转化：安培力做功是电能与其他形式能转化的量度

回顾复习求焦耳热的一般方法：

（1） Q=I2Rt 适用求恒定电流或是正弦交流电产生的热量

（2）动能定理求解W克服安培力，再根据功能关系得Q=-W安培力 适用纯电阻电路的情况