电磁感应规律及应用说课(麻城实验高中)

1、电磁感应规律及应用说课电磁感应规律及应用说课麻城实验高中 付文坤 1、 近三年考情报告 2、命题趋势及热点预测 3、当前学生学习状况分析 4、教学重难点 5、 复习的思路和方法说课内容年份题号题型分值知识点201117选择题6分考查变压器、电功率和有效值的概念18选择题6分考查电磁感应、安培力和牛顿运动定律201217选择题6分考查自耦变压器、电功率和交变电流有效值概念20选择题6分考查安培定则、电磁感应、楞次定律和左手定则2013卷I17选择题6分考查电磁感应、电阻定律和闭合电路欧姆定律25计算题19分考查电磁感应的综合应用2013卷II16选择题6分考查电磁感应和闭合电路欧姆定律19选择题

2、6分考查电磁感应和电磁学中的物理学发展史一、近三年考情报告 1、联系生活和生产实际应用的有关电磁感应规律等知识点组合考查的选择题或与电路相结合的选择题。 2、求解感应电动势问题，图像问题是考查特别是 图像问题能考查各种能力，高考考查的几率很大。 3、联系电场和磁场，结合力学和运动学等问题，以能量守恒为核心考查重力、摩擦力、电场力、磁场力的做功特点，以及动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律的应用，题型一般为计算题（或选择题）。二、命题趋势及热点预测 1、楞次定律应用不够熟练，左手定则和右手定则应用； 2、功能关系理解不透，特别是涉及多个物体的过程、多种形式的能量转化往往模糊不清； 3、通过物理

3、图像分析物理过程，从而回答问题的能力有待提高； 4、在处理与电路、力学、运动学、能量相联系的综合问题，不善于挖掘隐含条件，找出突破口。三、存在的问题四、教学重难点教学重点：电磁感应中的图像问题教学难点：电磁感应中的动力学及能量问题1、以电磁感应规律为核心，清理各部分知识的内在联系，构建知识网络。2、分电磁感应的图像问题、电磁感应中的电路问题、电磁感应中的动力学问题、电磁感应中的能量问题四大板块复习。五、复习思路电磁感应的主要规律：1、法拉第电磁感应定律2、楞次定律3、左手定则和右手定则4、楞次定律的三个推论:(1)增反减同；（2）来拒去留；（3）增缩减扩1题型特点：一般可把图象问题分为三类 (

4、1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象； (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量； (3)根据图象定量计算2电磁感应的图象：主要包括Bt图象、t图象、Et图象和It图象，还可能涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，导体棒在外力作用下做切割磁感线运动的外力随时间的图像，即Ex图象、Ix图象、F t图像。电磁感应中的图象问题例1在下列四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形各导线框均绕轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T.从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向

5、O点的方向为感应电流i的正方向则四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律符合如图9-3-2所示中i-t图象的是(C)选题意图：考查电磁感应中I-x图像，及学生应用楞次定律和右手定则解决问题的能力。常见错误:（1）线圈转动方向判断错误 （2）导体做切割磁感线时有效长度是否变化分析错误解题规律: （1）应用楞次定律或右手定则判断电流方向 （2）由I-t图像知，导体做切割磁感线的有效长度不变例2、(2012福建理综)如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图乙中最

6、能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是(B)选题意图：考查用楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律解题常见错误：左手定则和右手定则混用，导致电流方向判断错误；没有注意线圈通过磁铁时，速度的变化而导致穿过线圈的磁通量的变化率的改变，认为线圈中的电流具有对称性而错选C答案。解题规律：闭合铜环在下落过程中穿过铜环的磁场方向始终向上，磁通量先增加后减少，由楞次定律可判断感应电流的方向要发生变化，穿过闭合铜环的磁通量的变化率不是均匀变化，且铜环由静止开始下落，速度较小，所以穿过铜环的磁通量的变化率较小，产生的感应电流的最大值较小，过O点后，铜环的速度增大，磁通量的变化率较大，所以感应电

7、流的反向最大值大于正向最大值，正确答案选C。此题难度适中。电磁感应中的电学问题 1题型特点：磁通量发生变化的闭合电路或切割磁感线导体将产生感应电动势，回路中便有感应电流从而涉及电路的分析及电流、电压、电功等电学物理量的计算 2解题方法 (1)确定电源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，利用EBlvsin 或En求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向如果在一个电路中切割磁感线的有几个部分但又相互联系，可等效成电源的串、并联 (2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串并联关系)，画出等效电路图 (3)利用电路规律求解主要应用欧姆定律及串

8、并联电路的基本性质等列方程求解 例例3：把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，如图1所示，一长度为2a，电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触。当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求：（1）流过棒的电流的大小、方向及棒两端的电压U。（2）在圆环和金属棒上消耗的总热功率。选题意图：考查法拉第电磁感应定律、右手定则及电路的连接方式。常见错误：（1）电流方向的判断错误； （2）画等效电路图出现错误解题规律：根据法拉第电磁感应定律确定“等效电源”，画出等效电路图，有闭合电路欧姆定律求解。 答案：(1) (

9、2)例4、如图9-3-4所示，两条平行的光滑水平导轨上，用套环连着一质量为0.2 kg、电阻为2 的导体杆ab，导轨间匀强磁场的方向垂直纸面向里已知R13 ，R26 ，电压表的量程为010 V，电流表的量程为03 A(导轨的电阻不计)求： (1)将R调到30 时，用垂直于杆ab的力F40 N，使杆ab沿着导轨向右移动且达到最大速度时，两表中有一表的示数恰好满量程，另一表又能安全使用，则杆ab的速度多大？ (2)将R调到3 时，欲使杆ab运动达到稳定状态时，两表中有一表的示数恰好满量程，另一表又能安全使用，则拉力应为多大？ (3)在第(1)小题的条件下，当杆ab运动达到最大速度时突然撤去拉力，则

10、电阻R1上还能产生多少热量？选题意图：“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式，及闭合电路欧姆定律规律的应用。常见错误：电路分析错误导致电流表、电压表示数错判。解题规律：(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向：感应电流方向是电源内部电流的方向 (2)画出等效电路 (3)根据EBLv或En 结合闭合电路欧姆定律，串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解 答案：（1）1m/s （2）60N （3）0.03J 电磁感应中的动力学问题： 电磁感应中的动力学问题命题规律大致有以下两点： （1）与牛顿第二定律、运动学知识结合的动态分析； （2）电磁感应中的纯力学问

11、题，涉及受力及功能关系问题。电磁感应动力学问题的分析方法： （1） （2）例5、如图甲所示，空间存在一宽度为2L的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框，其质量m1 kg、电阻R4 ，在水平向左的外力F作用下，以初速度v04 m/s匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示以线框右边刚进入磁场时开始计时，求： (1)匀强磁场的磁感应强度B； (2)线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q； (3)判断线框能否从右侧离开磁场？说明理由选题意图：考查牛顿第二定律、运动学知识的综合应用，以及由图像获取信息的能力。常见错误：对F

12、-t图像的错误理解，造成线框的运动判断错误解题规律： (1)由 F-t图像分析线框各时段在磁场中的运动情况 (2)结合电磁感应定律、牛顿第二定律、欧姆定律求解。答案：(1) T(2)0.75 C(3)不能例6、相距L1.5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m11 kg的金属棒ab和质量为m20.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图9-3-10(a)所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同ab棒光滑，cd棒与导轨间的动摩擦因数为0.75，两棒总电阻为1.8 ，导轨电阻不计ab棒在方向竖直向上，大小按图9-3-10(b

13、)所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放(1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小；(2)已知在2 s内外力F做功40 J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热图9-3-10答案：（1） 1.2 T 1 m/s2 （2） 18 J 电磁感应中的能量问题：1题型特点：电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外力克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程2能量转化及焦耳热的求法 (1)能量转化 (2)求解焦耳热Q的几种方法 例7、（2012天津理综）如

14、图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l0.5 m，左端接有阻值R0.3 的电阻。一质量m0.1 kg、电阻r0.1 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B0.4 T。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x9 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:Q22:1。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

15、功W。选题意图：动能定理、能量转化守恒定律在电磁感应中应用 常见错误：导体棒运动情况分析错误，及对电荷量和焦耳热计算错误解题规律： (1)分析导体棒的受力情况，画出受力示意图 (2) 结合牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律和动能定理解题答案：(1)4.5C (2)1.8J (3)5.4J 例8如图935所示，在距离水平地面h0.8 m的虚线的上方，有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场，正方形线框abcd的边长l0.2 m，质量m0.1 kg，电阻R0.08 .一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连线框，另一端连一质量M0.2 kg的物体A.开始时线框的cd在地面上，各段绳都处于伸直状态，从如图所示的位置由静止释放物体A，一段时间后线框进入磁场运动，已知线框的ab边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动当线框的cd边进入磁场时物体A恰好落地，同时将轻绳剪断，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g取10 m/s2.求： (1)匀强磁场的磁感应强