沈正兵 動(dòng)生問(wèn)題學(xué)案 Microsoft

1、.高三二輪專題復(fù)習(xí)：電磁感應(yīng)中的動(dòng)生問(wèn)題教學(xué)目的： 1.掌握電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的分析方法2.理解電磁感應(yīng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況3.運(yùn)用能量的觀點(diǎn)分析和解決電磁感應(yīng)問(wèn)題教學(xué)重點(diǎn)： 1.分析計(jì)算電磁感應(yīng)中有安培力參與的導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)及平衡問(wèn)題 2.分析計(jì)算電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移教學(xué)難點(diǎn)： 1.運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律解答電磁感應(yīng)問(wèn)題2.運(yùn)用能量的觀點(diǎn)分析和解決電磁感應(yīng)問(wèn)題應(yīng)考必備：一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì): E = 。 二感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中所受的安培力 1.安培力的大小: F= 。 2.安培力的方向判斷 1右手定那么和左手定那么相結(jié)合：先用 確定感應(yīng)電流方向,再用 判斷感應(yīng)電流所受安培力的方向。 2用楞次定

2、律判斷：感應(yīng)電流所受安培力的方向一定和導(dǎo)體垂直切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向 。三電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化 1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)是 和 之間的轉(zhuǎn)化。 2.感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力,外力抑制安培力 ，將 的能轉(zhuǎn)化為 ，電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為 。 3.電流做功產(chǎn)生的熱量用焦耳定律計(jì)算,公式為Q = 。診斷自測(cè)：如下圖，MN與PQ為在同一程度面內(nèi)的平行光滑金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)=0.5m，電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌左端接阻值為R=0.6的電阻整個(gè)金屬導(dǎo)軌置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T將質(zhì)量m=1kg、電阻r=0.4的金屬桿ab垂直跨接在導(dǎo)軌上金屬桿ab在程度拉力F的作用下由靜止開(kāi)場(chǎng)向右做勻加速運(yùn)動(dòng)開(kāi)場(chǎng)時(shí)，程度

3、拉力為F0=2N12s末金屬桿的速度大??；2開(kāi)場(chǎng)2s內(nèi)電路中產(chǎn)生的總焦耳熱為10J，求2s內(nèi)程度拉力F所做的功.變式：假設(shè)上題中改用F=4N的恒力作用，且金屬桿與導(dǎo)軌間存在摩擦力，= 0.1。那么：1金屬桿的最大速度vm；2假設(shè)金屬桿向右運(yùn)動(dòng)x3時(shí)速度最大，求到達(dá)最大速度過(guò)程中流過(guò)R的電荷量及電阻R上產(chǎn)生的熱量。一、導(dǎo)體棒的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題例1：如下圖，質(zhì)量為m的U形金屬框MMNN,靜放在傾角為的粗糙絕緣斜面上，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力；MM、NN邊互相平行，相距 L，電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)；底邊MN垂直于MM，電阻為r；光滑導(dǎo)體棒ab電阻為R，橫放在框架上；整個(gè)裝置處于垂直斜

4、面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在沿斜面向上與ab垂直的拉力作用下，ab沿斜面向上運(yùn)動(dòng)假設(shè)導(dǎo)體棒ab與MM、NN始終保持良好接觸，且重力不計(jì)那么：1當(dāng)導(dǎo)體棒ab速度為v0時(shí)，框架保持靜止，求此時(shí)底邊MN中所通過(guò)的電流 I0，以及MN邊所受安培力的大小和方向2當(dāng)框架恰好將要沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)底邊MN的電流I多大？此時(shí)導(dǎo)體棒ab的速度v是多少？變式訓(xùn)練1：如圖，光滑斜面的傾角=30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長(zhǎng)l1=lm，bc邊的邊長(zhǎng)l2=0.6m，線框的質(zhì)量m=1kg，電阻R=0.1，線框通過(guò)細(xì)線與重物相連，重物質(zhì)量M =2kg，斜面上ef線efgh的右方有垂直

5、斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，假如線框從靜止開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的，ef線和gh的間隔 x=11.4m，取g=10m/s2，求：1線框進(jìn)入磁場(chǎng)前重物M的加速度；2線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v；3ab邊由靜止開(kāi)場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)到gh線處所用的時(shí)間t；二、回路中能量轉(zhuǎn)換問(wèn)題例2：如下圖，相距為L(zhǎng)兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,一理想電流表和阻值為R的電阻串聯(lián)后與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直一質(zhì)量為m、有效電阻為2R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處?kù)o止釋放導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持程度，不計(jì)導(dǎo)軌的

6、電阻重力加速度為g求：1磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B2電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v.3流經(jīng)電流表電流的最大值Im.4導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，下落H時(shí)電流表讀數(shù)恰好到達(dá)穩(wěn)定，那么此過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q是多少？通過(guò)R上的電荷量q是多少？變式訓(xùn)練2：如下圖，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接有一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間的矩形區(qū)域OO1O1O內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一質(zhì)量為m、電阻為r的體棒ab長(zhǎng)為L(zhǎng)導(dǎo)垂直地?cái)R在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)的上邊界相距d0現(xiàn)使ab棒由靜止開(kāi)場(chǎng)釋放，棒ab在分開(kāi)磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸且下落過(guò)程中始

7、終保持程度，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)重力加速度為g1求棒ab分開(kāi)磁場(chǎng)的下邊界時(shí)的速度大小2求棒ab在通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱3試分析討論棒ab在磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況課后提升：1.如下圖，電阻為R，其他電阻均可忽略，ef是一電阻可不計(jì)的程度放置的導(dǎo)體棒，質(zhì)量為m，棒的兩端分別與ab、cd保持良好接觸，又能沿框架無(wú)摩擦下滑，整個(gè)裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止下滑一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)S。重力加速度為g那么S閉合后 A.導(dǎo)體棒ef的加速度可能大于gB.導(dǎo)體棒ef的加速度一定小于gC.導(dǎo)體棒ef最終速度隨S閉合時(shí)刻的不同而不同D.導(dǎo)體棒ef的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒2.兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R的電阻.將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如下圖.除電阻R外其余電阻不計(jì).現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由