2023届高考物理二轮专题复习课件：电磁感应中的能量问题

三轮专题03：电磁感应中的能量问题 【学习目标】1.回顾机械能情景下的功能关系，明确“系统”概念对于功能问题的重要性，知道解决功能关系主要的两条途径（动能定理、能量守恒）； 2.知道安培力做正功、负功对应的能量转化过程（区分电动机和发电机），建立大能量观； 3.能利用F-x线性图像求安培力变力做功； 4.能分析各类情景下（杆、框、磁场运动、复杂机械装置）各个力做功与能量转化之间的关系，能从能量守恒角度建立物理量间的联系。 本专题的关键，是要建立起大能量观。 学生难点在于，不能理解能量的抽象性、功能的区别和联系、符号法则（正负、变化量，功能正负的物理意义，安培力做功正负的物理意义），不能规范书写动能定理表达式（受力分析不规范、表达式格式），不能从系统的角度理解和建立守恒观念。 教学要点：回顾机械能情景典型题，辨析克服摩擦力做功与摩擦热、克服安培力做功与焦耳热！ 功能关系——机械能情景 重力势能 弹性势能 动能 机械能守恒 功是过程量，能量是状态量。功是能量转化的量度！ 功能关系——机械能情景 D 功能关系——机械能情景 红作P91 T5 D 问题：是不是所有的情况下，克服摩擦力做功，都转化为摩擦热？？ 建议改为主观题，设多问 要点: 1.研究对象到底受哪些力？（受力分析、运动分析、牛二方程） 2.重力势能变化多少？（重力势能与重力做功关系） 3.动能增加多少？怎么求？（法一，运动学公式求速度动能；法二，动能定理；法三，能量守恒） 4.是不是所有的情况下，克服摩擦力做功，都转化为摩擦热？？为什么摩擦热对应“相对位移”? 板书有误：地面与木块间的摩擦力，应该是μ（M+m）g 补充了子弹打物块的基本问题,深刻理解克服摩擦力做功不等于摩擦热 （注意提示，f远大于G）。主要体现： 1.强调受力分析和运动分析，规范列出动能定理表达式。 2.从功能关系逐步深化到能量守恒。 明确能量是对于“系统”而言！！！！！ 对子弹而言，f是外力，f做负功意味着“抽离”能量，对应子弹动能的减少和木块动能、接触面内能的增加； 对木块而言,... 对子弹、木块、地球构成的系统而言，。。。。。。 力学“大杀器” （1）牛顿运动定律（力的瞬时性，加速度、力、时间、轨迹、运动性质） （2）动量定理（力的时间累积，结合电量q、位移、时间） （3）动能定理（力的时间累积，单物体变力做功、多过程） （4）机械能守恒定律（只有动能、势能转化） 能量守恒定律（多物体构成的系统问题） 解决能量问题,主要是动能定理和能量守恒两大途径。涉及做功的，优选动能定理！功能关系理解不深刻的同学，先用动能定理写出表达式，再从能量守恒角度去理解功能关系。 电势能情景 磁能情景（自感、LC振荡电路） 功能关系——电磁能情景 功能关系——电磁能情景 感生模型：磁能→电能 动生模型：机械能→电能 电能→机械能 “发电机” “电动机” (多选)一空间有磁感应强度为B的垂直纸面向里的匀强磁场，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图4所示，磁感应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨垂直且接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是 A.ab受到的拉力大小为2 N B.ab向上运动的速度为2 m/s C.在0～2 s内，拉力做功使其他形式的能转化的电能是0.4 J D.在0～2 s内，拉力做功为0.6 J 图4 √ √ 问题：是不是所有的情况下，克服安培力做功，都转化为焦耳热？？ 建议改编为计算题，设多问，体现多种能量的数量，体会守恒思想。 问题：是不是所有的情况下，克服安培力做功，都转化为焦耳热？？ 这个问题的本质其实是，是不是所有的电能都转化为电热？其实只要判断是不是纯电阻电路！如果要展开，可以讨论一下电磁驱动（电动机）的情况。 解析　对导体棒cd受力分析：mg＝BIl＝ ，得v＝2 m/s， 故选项B正确； 对导体棒ab受力分析：F＝mg＋BIl＝0.2 N，选项A错误； 在0～2 s内拉力做功使其他形式的能转化为ab棒的重力势能 和电路中的电能，增加的电能等于克服安培力做的功，即W电＝F安vt＝ ＝0.4 J，选项C正确； 在0～2 s内拉力做的功为W拉＝Fvt＝0.8 J，选项D错误. 用能量观点解决电磁感应问题的基本思路1. 明确研究对象，受力分析+运动分析；2. 明确哪些力做功及做正功还是负功；3. 明确有哪些形式的能量参与转化及如何转化 滑动摩擦力做功,必然有内能出现; 重力做功