電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒導(dǎo)學(xué)案1 1

1、 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒導(dǎo)學(xué)案1.進(jìn)一步理解能量守恒定律是自然界普遍遵循的一條規(guī)律，楞次定律的實 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位.2.通過具體實例理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量質(zhì)就是能量守恒在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體表現(xiàn).3. 掌握電磁感應(yīng)中動力學(xué)問題的分析轉(zhuǎn)化 1LIF=_，安的直導(dǎo)線通過電流為時，它所受的安培力垂直于勻強(qiáng)磁場放置、長為_ 定則培力方向的判斷用 2F=_ ，它揭示了力與運(yùn)動的關(guān)系牛頓第二定律：v_aa為零時，反之速度與速度物體做方向相同時，速度當(dāng)加速度當(dāng)加速度， _ 3_是做功的過程就是的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化， 能量轉(zhuǎn)化的量度 幾種常見的功能關(guān)系(1)_ 的變化合外力所做的功等于

2、物體 (2)_ 的變化重力做的功等于 (3)_ 的變化彈簧彈力做的功等于 (4)_ 的變化除了重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外的其他力做的功等于 4 電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量Q=_ 焦耳定律： 在導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動而產(chǎn)生感應(yīng)電流時，產(chǎn)生的電能是通過外力克服安培力做功轉(zhuǎn)化而來 . 的，而這些電能又通過感應(yīng)電流做功，轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 一、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題1電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力作用，所以電磁感應(yīng)問題往往與力學(xué) 問題聯(lián)系在一起，處理此類問題的基本方法是：(1) 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向(2) 求回路中的電流強(qiáng)度的大小和方向 )(3)分析研究導(dǎo)體受力情

3、況包括安培力(4) 列動力學(xué)方程或平衡方程求解2電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及的具有收尾速度的力學(xué)問題，關(guān)鍵要抓好受力情況和運(yùn)動情況的動 態(tài)分析； 周而復(fù)始地循環(huán)，加速度等于零時，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)3 兩種狀態(tài)處理導(dǎo)體勻速運(yùn)動，應(yīng)根據(jù)平衡條件列式分析；導(dǎo)體做勻速直線運(yùn)動之前，往往做變加速運(yùn)動， 處于非平衡狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)牛頓第二定律或結(jié)合功能關(guān)系分析 二、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒 問題設(shè)計 為什么說楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)中的具體表現(xiàn)？ 要點(diǎn)提煉1 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)外力克服安培力做功，把機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能；感應(yīng)電流通過電路做功又把電 )(這一功能轉(zhuǎn)化途徑可表示為：能轉(zhuǎn)化成其他形

4、式的能如內(nèi)能 2 求解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量守恒問題的一般思路(1) 分析回路，分清電源和外電路(2) 分析清楚有哪些力做功，明確有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化如： 有摩擦力做功，必有內(nèi)能產(chǎn)生； 有重力做功，重力勢能必然發(fā)生變化；克服安培力做功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，并且克服安培力做多少功，就產(chǎn)生多 少電能(3) 列有關(guān)能量的關(guān)系式3 焦耳熱的計算技巧2Rt. I(1)Q感應(yīng)電路中電流恒定，焦耳熱(2) 感應(yīng)電路中電流變化，可用以下方法分析：QWW而克服安培力做的功利用功能關(guān)系產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功，即安安 可由動能定理求得QE 利用能量守恒，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱等于其他形式能量的

5、減少，即其他 一、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題11MNPQ的絕緣斜面上，甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為例、 如圖 LMPRmab放在兩兩導(dǎo)軌間距為兩點(diǎn)間接有阻值為，的均勻直金屬桿、的電阻一根質(zhì)量為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，向下導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略，讓 不計它們之間的摩擦 1 圖(1)baab桿下滑過程中某時刻的受力示意向方向看到的裝置如圖乙所示，請在此圖中畫出由 圖vab (2)ab桿中的電流及其加速度的大小在加速下滑過程中，當(dāng)時，求此時桿的速度大小為(3)ab 桿可以達(dá)到的速度

6、最大值求在下滑過程中， 二、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒22LhRm，線圈在空氣中豎直下落一 如圖，電阻為所示，矩形線圈長為，質(zhì)量為，寬為例 ()hB的勻強(qiáng)磁場中線圈進(jìn)入磁場段距離后、磁感應(yīng)強(qiáng)度為空氣阻力不計，進(jìn)入一寬度也為EE，從線圈剛進(jìn)入磁場到線圈剛穿出磁場的過，線圈剛穿出磁場時的動能為時的動能為k2k1QWW，則以下關(guān)系中正確，線圈克服磁場力做的功為程中產(chǎn)生的熱量為，重力做的功為21 () 的是 2 圖AQEE BQWW 12k1k2DWEECQW k1k212 1()3所示，勻強(qiáng)磁場存在于虛線框內(nèi)，矩形線圈豎直下落如圖如電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題1234 () 、位置時的加速度關(guān)系為、果線圈

7、中受到的磁場力總小于其重力，則它在 3 圖Aaaaa Baaaa 41324132DaaaaCaa a a 441133222.()4的電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為如圖R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計斜面處在一勻強(qiáng)磁場中，磁斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻mab，在沿著斜面與棒垂直的、電阻可以忽略不計的金屬棒場方向垂直于斜面向上質(zhì)量為Fh () 恒力，在這一過程中作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，且上升的高度為 4 圖A 作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零BmghR 上產(chǎn)生的焦耳熱之和與電阻作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于CF 與安培力的合力所做的功等于零恒力DFR 上產(chǎn)生的焦耳熱恒力與重力的合力所做的功等于電阻3()MNPK表面粗糙，和足夠長的平行金屬導(dǎo)軌與水平電磁感應(yīng)中的動力學(xué)及能量綜合問題L.BMP間接有面之間的夾角為垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，間距為，Rmab5F所示，用恒力的電阻，質(zhì)量為的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置，其他電阻不計如圖阻值為vt