公开课电磁感应中的动力学及能量问题省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

江苏省兴化中学姜晓军年12月25日电磁感应中动力学及能量问题

各位教授老师莅临指导热烈欢迎1/25

各位教授老师莅临指导

江苏省兴化中学姜晓军热烈欢迎2/25电磁感应动力学及能量问题3/25模型构建：光滑水平放置金属导轨间距为L，连接一电阻R，质量为m，电阻为r金属棒ab与导轨接触良好，其余部分电阻不计。平面内有垂直纸面向里匀强磁场，磁感应强度为B有哪些方法能让导体棒ab沿着导轨向右移动？情景创设

4/255/25光滑水平放置金属导轨间距为L，导轨间连接一电阻R，质量为m，电阻为r金属棒ab与导轨接触良好，其余部分电阻不计。平面内有垂直纸面向里匀强磁场，磁感应强度为B问题1：施加恒定外力F后，ab棒加速度a，速度v怎样改变？探究一水平轨道6/25v动力学角度分析：F安vaa、v同向当F安=F时，a=0,速度到达最大vm匀速解：运动特征：加速度减小加速运动，最终匀速。F=F安=BIL=B2L2Vm/（R+r)可得：vm=F(R+r)/B2L2vmtv斜率变小7/25光滑水平放置金属导轨间距为L，导轨间连接一电阻R，质量为m，电阻为r金属棒ab与导轨接触良好，其余部分电阻不计。平面内有垂直纸面向里匀强磁场，磁感应强度为B问题2：当ab棒速度为v时，求电路消耗电功率P电，安培力功率P安分别是多少？8/25问题2.当ab棒速度为v时，求电路消耗电功率P电，安培力功率P安分别是多少？结论：外力克服安培力做了多少功，就有多少其它形式能转化为电能F安9/25光滑水平放置金属导轨间距为L，导轨间连接一电阻R，质量为m，电阻为r金属棒ab与导轨接触良好，其余部分电阻不计。平面内有垂直纸面向里匀强磁场，磁感应强度为B问题3：施加恒定外力F后，能量怎样改变？能不能从能量视角求ab棒最大速度？10/25vF安vaa、v同向a=0,v最大匀速能量：动态稳态F安拉力做功(其它形式能）电能、动能内能电能内能拉力做功(其它形式能）解：匀速运动时：P拉=P热能量角度分析：11/25两根足够长直金属导轨平行放置在倾角为α绝缘斜面上，导轨间距为L，导轨间连接一电阻R，质量为m，电阻为r金属棒ab与导轨垂直并接触良好，其余部分电阻不计，整套装置处于磁感应强度为B匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。不计它们之间摩擦，重力加速度为g。问题1：让ab棒静止下滑，ab棒加速度a，速度v怎样改变？能量怎样转化？探究二倾斜轨道12/25vmgNF安va、v同向a能量：动态稳态电能内能EI重力势能v最大匀速a=0动力学：问题1：让ab棒静止下滑，ab棒速度v，加速度a怎样改变？能量怎样转化？内能重力势能电能、动能v13/25问题2：从动力学和能量两个角度，求下滑过程中，ab杆能够到达速度最大值。mgNF安解（1）动力学角度：当ab棒稳定下滑时，F安=mgsinα（2）能量角度：当ab棒稳定下滑时，重力势能仅向电能转化，重力功率等于电阻发烧功率，即假如α=900,vm多大？v14/25拓展1：若ab棒与导轨间有摩擦，且动摩擦因数为μ，则ab棒稳定时速度多大？mgNF安f解：ab棒达稳定时，合外力为零。15/25拓展2：若无摩擦，棒由静止运动到稳定速度时，电路产生热量为Q，则刚达稳定速度时杆位移有多大？这是过程中能量转化解：抵达稳定过程中：重力势能转化为动能和电能，电能全部转化为内能。mgNF安16/25拓展3：若无摩擦，现以功率恒为P，方向沿斜面向上拉力使棒由静止向上运动位移为x时到达稳定速度，电路产生热量为Q，则（1）稳定时速度为多大？（2）棒从静止至到达稳定速度所需要时间为多少？mgNFF安稳定状态，力平衡17/25拓展3：若无摩擦，现以功率恒为P，方向沿斜面向上拉力使棒由静止向上运动位移为x时到达稳定速度，电路产生热量为Q，则稳定时速度为多大？棒从静止至到达稳定速度所需要时间为多少mgNFF安过程W=Pt（2）棒从静止抵达稳定速度过程中：拉力所做功转化为棒重力势能、动能和电路产生焦耳热。18/2519/25课堂小结导体运动2.处理该类问题时，我们能够经过对运动状态进行分析，动力学、能量、电路多管齐下，抓住稳态或全过程分析处理问题。1、电磁感应中能量问题并不是孤立，而是经常表达在动力学、电路等问题相联络。感应电动势感应电流磁场力电磁感应闭合电路磁场对电流作用妨碍20/25感激莅临指导21/25AD达标检测

22/25图4BC23/25

3(·江苏卷,13)如图所表示，在匀强磁场中有一倾斜平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面夹角为θ，在导轨中部刷有一段长为d薄绝缘涂层。匀强磁场磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m导体棒从导轨顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒一直与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间电阻为R，