江西省吉安县第三中学高中物理选修3-2：专题二　电磁感应中的动力学和能量问题 学案+课件 (2份打包)

《专题二　电磁感应中的动力学和能量问题》导学提纲 设计人：尹樟华 审核人：高二物理备课组 备课时间：2015.01.01 班级： 姓名： 【学习目标】----导 1.会分析计算电磁感应中的安培力参与的导体的运动及平衡问题. 2.会分析计算电磁感应中能量的转化与转移． 【了解感知】--思 1.电能求解的三种主要思路 (1)利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功； (2)利用能量守恒或功能关系求解； (3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算。 2．解题的一般步骤 (1)确定研究对象(导体棒或回路)； (2)弄清电磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互转化； (3)根据能量守恒定律列式求解。 【合作探究】----议 展 评 主题1: 电磁感应现象中的动力学问题 1.一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻。一质量m＝0.1 kg，电阻r＝0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4 T。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动。当棒的位移x＝9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1。导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求： (1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q； (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2； (3)外力做的功WF。 [来源:学.科.网] [来源:学&科&网] 2、如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为l，导轨平面与水平面的夹角是θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的A、C端连接一个阻值为R的电阻. 一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，求ab棒的最大速度.(已知动摩擦因数为μ，导体和金属棒的电阻不计) 主题2: 电磁感应中的能量问题 【例1】如图1所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距＝0.50 m，导轨平面与水平面间夹角θ＝37°，N、Q间连接一个电阻R＝5.0 Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B＝1.0 T．将一根质量为m＝0.050 kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.50，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s＝2.0 m．已知g＝10 m/s2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80.求： (1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小； (2)金属棒到达cd处的速度大小；[来源:学。科。网] (3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量． 【例2】θ＝37°的光滑斜面，磁感应强度B的大小为5 T，磁场宽度d＝0.55 m， L＝0.4 m、质量m1＝0.6 kg、电阻R＝2 Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为m2＝0.4 kg的物体相连，动摩擦因数μ＝0.4， (取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求： (1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力为多少？ (2)当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大？ (3)在(2)问中的条件下，若cd边恰离开磁场边界PQ时，速度大小为2 m/s，求整个运动过程中ab边产生的热量为多少？ [来源:学科网][来源:Zxxk.Com] 【当堂检测】----检 1．如图9－3－18所示，闭合金属线框从一定高度自由下落进入匀强磁场中，磁场足够大，从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，线框运动的速度—时间图象不可能是( ) $$ 第四章 电磁感应 专题二　电磁感应中的动力学和能量问题 1.会分析计算电磁感应中的安培力参与的导体的运动及平衡问题. 2.会分析计算电磁感应中能量的转化与转移． 导 电磁感应现象中的动力学问题 1.两种状态及处理方法 根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析 加速度不为零 非平衡态 根据平衡条件列式分析 加速度为零 平衡态 处理方法 特征 状态 思 2．力学对象和