教科版高中物理选修3-2 1.5 电磁感应中的能量转化与守恒（提升案+导学案，无答案） （2份打包）

第一章电磁感应 第5节 电磁感应中的能量转化与守恒导学案 【学习目标】 1.自主学习知道能量守恒是自然界的一条普遍规律 2.小组合作探究，掌握电磁感应现象中产生的电能与克服安培力做功的关系，理解电磁感应中的能量转化和守恒 3.激情投入，进一步理解能量转化与守恒的普适性。 【重难点】 1.掌握电磁感应现象中电能与克服安培力做功的关系是本节的一个重点； 2.应用能量转化与守恒解决相关的电磁感应问题是本节的另一个重点，同时也是难点。 【课前预习案】 【使用说明】 1．同学们要先通读教材，然后依据课前预习案再研究教材；通过梳理知道能量守恒是自然界的一条普遍规律，掌握电磁感应现象中产生的电能与克服安培力做功的关系。 2．勾划课本并写上提示语．标注序号；完成学案，熟记基础知识，用红笔标注疑问。 （一）教材助读 1.电磁感应中的能量转化与守恒 （1） 是自然界的一条普遍规律，在电磁感应现象中同样遵守能量转化和守恒。电磁感应现象中，从磁通量变化的角度来看，感应电流总要阻碍 的变化；从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍它们的 .电磁感应现象中的“阻碍”正是能量守恒的具体体现，在这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能． （2）如图1所示ab中将产生感应电流，有电流就会有焦耳热产生，这个能量是怎么来的呢？ ab杆有电流在磁场中受安培力，安培力方向向 ，它 ab杆运动。如果要维持ab杆匀速运动，必须有 克服安培力做功，提供维持感应电流的 。 （3）安培力做正功， 电能，如电磁炮；克服安培力做功（安培力做负功）， 电能，如发电机。 二、常见功能关系： 不同力做功 实现能量形式的转化 重力做正功 弹簧弹力做正功 合力做正功 除重力和弹簧弹力以外的其他力做正功 电场力做正功 安培力做正功 克服安培力做功 一对滑动摩擦力做的总功 三、电能的三种求解思路 (1)利用克服安培力做功求解： .[来源:学科网ZXXK] (2)利用能量守恒求解： . (3)利用电路特征求解： . 【问题反馈】：请将你在预习本节中遇到的问题写在下面。 【课内探究案】 探究一、金属杆在水平面上运动 例1.P18页 求解电磁感应现象中能量守恒问题的一般思路 (1)分析回路，分清电源和外电路. 在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，其余部分相当于外电路. (2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化.如： (3)根据能量守恒列方程求解. 练习1.如图2所示，金属杆ab以恒定的速率v在间距为L的光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为R(恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是( ) A．ab杆中的电流与速率v成正比 B．磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比 C．电阻R上产生的电热功率与速率v成正比 D．外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比 练习2.如图，金属棒ef以v=2m/s的速度沿导轨向右匀速运动，导轨的宽度L=0.5m，匀强磁场的磁感应强度B=1T，导体棒的电阻R=1Ω，导轨电阻不计。为了保持导体棒匀速运动，求外力做功的功率和感应电流的电功率。 探究二、金属杆在斜面上运动 例2.P19页 [来源:Z*xx*k.Com] [来源:学#科#网Z#X#X#K] 练习3、如图5,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻忽略不计。斜面处于匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示。在这过程中 ( ) A．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和 C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热 ★练习4、如图6所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25