2025届高考物理一轮复习教学设计：动量定理处理单杆模型

四川云教联盟接收学校优质课例评选展示活动 教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高三 学期 (春季) 课题 动量定理在电磁感应中的应用 教科书 书 名：教科版教材 出版社：教育科学出版社 出版日期：2021年1月 教学目标 1.理解动量定理在电磁感应中处理变力（安培力）冲量的优势。 2.掌握“导体棒切割磁感线”模型中动量定理的解题路径。 3.能迁移方法解决电磁阻尼、电磁驱动等实际问题。 教学内容 教学重点： 1.理解并掌握动量定理在单棒切割磁感线问题中的应用步骤 2理解动量定理在电磁感应中处理变力（安培力）冲量的优势 教学难点： 掌握“导体棒切割磁感线”模型中动量定理的解题路径 教学过程 环节一：模型引入·激活思维 问题情境： 水平放置的平行光滑导轨，间距为L，左侧接有电阻阻值为R，导体棒初速度为v0，质量为m，电阻不计，匀强磁场的磁感应强度为B，导轨足够长且电阻不计，从导体棒开始运动至停下来，求金属棒最终滑行距离？ 学生活动： 1.传统方法尝试：用牛顿定律分析，发现加速度变化导致无法直接积分。 2.认知冲突：变力问题如何突破？引出动量定理的核心价值。 环节二：方法建构·科学探究 关键推导： 动量定理表达式： 安培力的冲量： 联立动量定理： 总结归纳： 微元法→累积效应：变力冲量转化为物理量（如位移 x 、电荷量 q ）的关联。 三个关键点：动量定理 + 电磁感应定律 + 电路关系 环节三：变式迁移·实战应用 变式1：如图光滑水平导轨上，质量为m的金属棒ab受到恒定拉力F作用​向右运动，导轨左端连接电阻 R，匀强磁场竖直向上大小为B。分析导体棒运动规律。 （1）若通过横截面的电荷量为q，求速度达到v1经过的时间？ （2）若导体棒下滑位移为x，速度达到v2，经过的时间？ 关键点拨： 导体棒动量定理 FΔt+I=mv-0，最终稳定匀速运动。 变式2（实际应用）： 电磁阻尼器原理：金属摆锤在磁场中摆动时，如何用动量定理分析其迅速停止的原因？ 学生讨论： 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止．按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止．下列说法正确的是(　　) A．未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用 C．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 D．接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用 课后练习【提能训练】 【布置课后作业，要求学生完成关联习题，并思考在单棒切割磁感线过程中，动量定理与能量守恒定律的综合应用问题，为下节课的内容做好铺垫】 　1.间距为L的光滑平行导轨倾斜放置，倾角为θ，由静止释放质量为m、接入电路的阻值为R的导体棒，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直导轨所在倾斜面向下(重力加速度为g，导轨电阻不计)。求： （1）当通过横截面的电荷量为q，速度达到v1经过的时间？； （2）若导体棒下滑位移为x，速度达到v2，经过的时间？ 2.(多选)如图所示，在光滑的水平面上有一方向竖直向下的有界匀强磁场。磁场区域的左侧，一正方形线框(右边框平行于磁场边界)由位置Ⅰ以4.5 m/s的初速度垂直于磁场边界水平向右运动，经过位置Ⅱ，当运动到位置Ⅲ时速度恰为零，此时线框刚好有一半离开磁场区域。线框的边长小于磁场区域的宽度。若线框进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量分别为q1、q2，线框经过位置Ⅱ时的速度为v。则下列说法正确的是(　　) A.q1=q2 B.q1=2q2 C.v=1.0 m/ D.v=1.5 m/s 3.(多选)如图所示，电阻不计的光滑金属导轨MN、PQ水平放置，间距为d，两侧接有电阻R1、R2，阻值均为R，O1O2右侧有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场．质量为m、长度也为d的金属杆置于O1O2左侧，在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，经时间t到达O1O2时撤去恒力F，金属杆在到达NQ之前减速为零，已知金属杆电阻也为R，与导轨始终保持垂直且接触良好，下列说法正确的是(　　) A．杆刚进入磁场时速度大小为 B．杆刚进入磁场时电阻R1两端的电势差大小为 C．整个过程中，流过金属杆的电荷量为 D．整个过程中，电阻R1上产生的焦耳热为 部分参阅答案【例】x＝；变式1.（1）v1＝v0－；（2）v2＝v0－ 变式2.D 【提升能力】1、（1）Δt1＝ （2）Δt2＝。 2.答案　BD 解析　根据q==可知，线框进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量q1=2q2，故A错误，B正确；线框从开始进入到位置Ⅱ，由动量定理有-BLΔt1=mv-mv0，即-BLq1=mv-mv0，同理线框从位置Ⅱ到位置Ⅲ，由动量定理有-BLΔt2=0-mv，即-BLq2=0-mv，联立解得v=v0=1.5 m/s，故C错误，D正确。 3.BCD 备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。 学科网（北京）股份有限公司 $$