電磁感應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用說課(麻城實驗高中)

1、電磁感應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用說課電磁感應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用說課麻城實驗高中 付文坤 1、 近三年考情報告 2、命題趨勢及熱點預測 3、當前學生學習狀況分析 4、教學重難點 5、 復習的思路和方法說課內(nèi)容年份題號題型分值知識點201117選擇題6分考查變壓器、電功率和有效值的概念18選擇題6分考查電磁感應(yīng)、安培力和牛頓運動定律201217選擇題6分考查自耦變壓器、電功率和交變電流有效值概念20選擇題6分考查安培定則、電磁感應(yīng)、楞次定律和左手定則2013卷I17選擇題6分考查電磁感應(yīng)、電阻定律和閉合電路歐姆定律25計算題19分考查電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用2013卷II16選擇題6分考查電磁感應(yīng)和閉合電路歐姆定律19選擇題

2、6分考查電磁感應(yīng)和電磁學中的物理學發(fā)展史一、近三年考情報告 1、聯(lián)系生活和生產(chǎn)實際應(yīng)用的有關(guān)電磁感應(yīng)規(guī)律等知識點組合考查的選擇題或與電路相結(jié)合的選擇題。 2、求解感應(yīng)電動勢問題，圖像問題是考查特別是 圖像問題能考查各種能力，高考考查的幾率很大。 3、聯(lián)系電場和磁場，結(jié)合力學和運動學等問題，以能量守恒為核心考查重力、摩擦力、電場力、磁場力的做功特點，以及動能定理、機械能守恒定律和能量守恒定律的應(yīng)用，題型一般為計算題（或選擇題）。二、命題趨勢及熱點預測 1、楞次定律應(yīng)用不夠熟練，左手定則和右手定則應(yīng)用； 2、功能關(guān)系理解不透，特別是涉及多個物體的過程、多種形式的能量轉(zhuǎn)化往往模糊不清； 3、通過物理

3、圖像分析物理過程，從而回答問題的能力有待提高； 4、在處理與電路、力學、運動學、能量相聯(lián)系的綜合問題，不善于挖掘隱含條件，找出突破口。三、存在的問題四、教學重難點教學重點：電磁感應(yīng)中的圖像問題教學難點：電磁感應(yīng)中的動力學及能量問題1、以電磁感應(yīng)規(guī)律為核心，清理各部分知識的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。2、分電磁感應(yīng)的圖像問題、電磁感應(yīng)中的電路問題、電磁感應(yīng)中的動力學問題、電磁感應(yīng)中的能量問題四大板塊復習。五、復習思路電磁感應(yīng)的主要規(guī)律：1、法拉第電磁感應(yīng)定律2、楞次定律3、左手定則和右手定則4、楞次定律的三個推論:(1)增反減同；（2）來拒去留；（3）增縮減擴1題型特點：一般可把圖象問題分為三類 (

4、1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象； (2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量； (3)根據(jù)圖象定量計算2電磁感應(yīng)的圖象：主要包括Bt圖象、t圖象、Et圖象和It圖象，還可能涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖象，導體棒在外力作用下做切割磁感線運動的外力隨時間的圖像，即Ex圖象、Ix圖象、F t圖像。電磁感應(yīng)中的圖象問題例1在下列四個情景中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強磁場A、B中的導線框為正方形，C、D中的導線框為直角扇形各導線框均繞軸O在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動周期均為T.從線框處于圖示位置時開始計時，以在OP邊上從P點指向

5、O點的方向為感應(yīng)電流i的正方向則四個情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時間t的變化規(guī)律符合如圖9-3-2所示中i-t圖象的是(C)選題意圖：考查電磁感應(yīng)中I-x圖像，及學生應(yīng)用楞次定律和右手定則解決問題的能力。常見錯誤:（1）線圈轉(zhuǎn)動方向判斷錯誤 （2）導體做切割磁感線時有效長度是否變化分析錯誤解題規(guī)律: （1）應(yīng)用楞次定律或右手定則判斷電流方向 （2）由I-t圖像知，導體做切割磁感線的有效長度不變例2、(2012福建理綜)如圖甲，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合若取磁鐵中心O為坐標原點，建立豎直向下為正方向的x軸，則圖乙中最

6、能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標x變化的關(guān)系圖象是(B)選題意圖：考查用楞次定律、右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律解題常見錯誤：左手定則和右手定則混用，導致電流方向判斷錯誤；沒有注意線圈通過磁鐵時，速度的變化而導致穿過線圈的磁通量的變化率的改變，認為線圈中的電流具有對稱性而錯選C答案。解題規(guī)律：閉合銅環(huán)在下落過程中穿過銅環(huán)的磁場方向始終向上，磁通量先增加后減少，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向要發(fā)生變化，穿過閉合銅環(huán)的磁通量的變化率不是均勻變化，且銅環(huán)由靜止開始下落，速度較小，所以穿過銅環(huán)的磁通量的變化率較小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值較小，過O點后，銅環(huán)的速度增大，磁通量的變化率較大，所以感應(yīng)電

7、流的反向最大值大于正向最大值，正確答案選C。此題難度適中。電磁感應(yīng)中的電學問題 1題型特點：磁通量發(fā)生變化的閉合電路或切割磁感線導體將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，回路中便有感應(yīng)電流從而涉及電路的分析及電流、電壓、電功等電學物理量的計算 2解題方法 (1)確定電源切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導體或回路就相當于電源，利用EBlvsin 或En求感應(yīng)電動勢的大小，利用右手定則或楞次定律判斷電流方向如果在一個電路中切割磁感線的有幾個部分但又相互聯(lián)系，可等效成電源的串、并聯(lián) (2)分析電路結(jié)構(gòu)(內(nèi)、外電路及外電路的串并聯(lián)關(guān)系)，畫出等效電路圖 (3)利用電路規(guī)律求解主要應(yīng)用歐姆定律及串

8、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解 例例3：把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，如圖1所示，一長度為2a，電阻等于R，粗細均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸。當金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時，求：（1）流過棒的電流的大小、方向及棒兩端的電壓U。（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率。選題意圖：考查法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則及電路的連接方式。常見錯誤：（1）電流方向的判斷錯誤； （2）畫等效電路圖出現(xiàn)錯誤解題規(guī)律：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律確定“等效電源”，畫出等效電路圖，有閉合電路歐姆定律求解。 答案：(1) (

9、2)例4、如圖9-3-4所示，兩條平行的光滑水平導軌上，用套環(huán)連著一質(zhì)量為0.2 kg、電阻為2 的導體桿ab，導軌間勻強磁場的方向垂直紙面向里已知R13 ，R26 ，電壓表的量程為010 V，電流表的量程為03 A(導軌的電阻不計)求： (1)將R調(diào)到30 時，用垂直于桿ab的力F40 N，使桿ab沿著導軌向右移動且達到最大速度時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則桿ab的速度多大？ (2)將R調(diào)到3 時，欲使桿ab運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則拉力應(yīng)為多大？ (3)在第(1)小題的條件下，當桿ab運動達到最大速度時突然撤去拉力，則

10、電阻R1上還能產(chǎn)生多少熱量？選題意圖：“等效電源”和電路中其他各元件的連接方式，及閉合電路歐姆定律規(guī)律的應(yīng)用。常見錯誤：電路分析錯誤導致電流表、電壓表示數(shù)錯判。解題規(guī)律：(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電動勢的大小和方向：感應(yīng)電流方向是電源內(nèi)部電流的方向 (2)畫出等效電路 (3)根據(jù)EBLv或En 結(jié)合閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電路知識和電功率、焦耳定律等關(guān)系式聯(lián)立求解 答案：（1）1m/s （2）60N （3）0.03J 電磁感應(yīng)中的動力學問題： 電磁感應(yīng)中的動力學問題命題規(guī)律大致有以下兩點： （1）與牛頓第二定律、運動學知識結(jié)合的動態(tài)分析； （2）電磁感應(yīng)中的純力學問

11、題，涉及受力及功能關(guān)系問題。電磁感應(yīng)動力學問題的分析方法： （1） （2）例5、如圖甲所示，空間存在一寬度為2L的有界勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里在光滑絕緣水平面內(nèi)有一邊長為L的正方形金屬線框，其質(zhì)量m1 kg、電阻R4 ，在水平向左的外力F作用下，以初速度v04 m/s勻減速進入磁場，線框平面與磁場垂直，外力F大小隨時間t變化的圖線如圖乙所示以線框右邊剛進入磁場時開始計時，求： (1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B； (2)線框進入磁場的過程中，通過線框的電荷量q； (3)判斷線框能否從右側(cè)離開磁場？說明理由選題意圖：考查牛頓第二定律、運動學知識的綜合應(yīng)用，以及由圖像獲取信息的能力。常見錯誤：對F

12、-t圖像的錯誤理解，造成線框的運動判斷錯誤解題規(guī)律： (1)由 F-t圖像分析線框各時段在磁場中的運動情況 (2)結(jié)合電磁感應(yīng)定律、牛頓第二定律、歐姆定律求解。答案：(1) T(2)0.75 C(3)不能例6、相距L1.5 m的足夠長金屬導軌豎直放置，質(zhì)量為m11 kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m20.27 kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上，如圖9-3-10(a)所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同ab棒光滑，cd棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.75，兩棒總電阻為1.8 ，導軌電阻不計ab棒在方向豎直向上，大小按圖9-3-10(b

13、)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導軌勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放(1)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度的大??；(2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱圖9-3-10答案：（1） 1.2 T 1 m/s2 （2） 18 J 電磁感應(yīng)中的能量問題：1題型特點：電磁感應(yīng)過程的實質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，而能量的轉(zhuǎn)化是通過安培力做功的形式實現(xiàn)的，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，外力克服安培力做功，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程2能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法 (1)能量轉(zhuǎn)化 (2)求解焦耳熱Q的幾種方法 例7、（2012天津理綜）如

14、圖所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內(nèi)，導軌間距l(xiāng)0.5 m，左端接有阻值R0.3 的電阻。一質(zhì)量m0.1 kg、電阻r0.1 的金屬棒MN放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B0.4 T。棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a2 m/s2的加速度做勻加速運動，當棒的位移x9 m時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q22:1。導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求：（1）棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q；（2）撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2；（3）外力做的

15、功W。選題意圖：動能定理、能量轉(zhuǎn)化守恒定律在電磁感應(yīng)中應(yīng)用 常見錯誤：導體棒運動情況分析錯誤，及對電荷量和焦耳熱計算錯誤解題規(guī)律： (1)分析導體棒的受力情況，畫出受力示意圖 (2) 結(jié)合牛頓第二定律、法拉第電磁感應(yīng)定律和動能定理解題答案：(1)4.5C (2)1.8J (3)5.4J 例8如圖935所示，在距離水平地面h0.8 m的虛線的上方，有一個方向垂直于紙面水平向內(nèi)的勻強磁場，正方形線框abcd的邊長l0.2 m，質(zhì)量m0.1 kg，電阻R0.08 .一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪，一端連線框，另一端連一質(zhì)量M0.2 kg的物體A.開始時線框的cd在地面上，各段繩都處于伸直狀態(tài)，從如圖所示的位置由靜止釋放物體A，一段時間后線框進入磁場運動，已知線框的ab邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動當線框的cd邊進入磁場時物體A恰好落地，同時將輕繩剪斷，線框繼續(xù)上升一段時間后開始下落，最后落至地面整個過程線框沒有轉(zhuǎn)動，線框平面始終處于紙面內(nèi)，g取10 m/s2.求： (1)勻強磁場的磁感應(yīng)強