高中物理 4.5.2 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修

1、陜西省西安市慶安高級(jí)中學(xué)高中物理 4.5.2 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-2策略與反思糾錯(cuò)與歸納【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感應(yīng)電流、受力情況 2電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題【重點(diǎn)難點(diǎn)】 重點(diǎn)：1電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感應(yīng)電流、受力情況 能量分析難點(diǎn)：2電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)態(tài)分析【自主學(xué)習(xí)】1有一面積為S=100cm2的金屬環(huán)，電阻R=0.1，環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如下圖所示，磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里，在t1到t2時(shí)間內(nèi)，通過金屬環(huán)的電荷量是多少？ 2如圖所示，在寬為0.5m的平行導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一個(gè)有效電阻為r=0.6的直導(dǎo)體，在導(dǎo)軌的兩端分別連接兩個(gè)電阻R1=4、R2=6，其它電阻不計(jì)。整個(gè)裝

2、置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T。當(dāng)直導(dǎo)體在導(dǎo)軌上以V=6m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí), 求:直導(dǎo)體棒兩端的電壓和流過電阻R1和R2的電流大小。R1 R2V【合作探究】探究一. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感應(yīng)電流計(jì)算及能量分析【例題1】如圖所示，長(zhǎng) 寬 的矩形線圈電阻為 ，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，線圈與磁感線垂直求：將線圈以向右的速度 勻速拉出磁場(chǎng)的過程中，拉力 F大小拉力的功率 P拉力做的功W 線圈中產(chǎn)生的電熱 Q通過線圈某一截面的電荷量 q探究二. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)分析導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中又會(huì)受到安培力的

3、作用，從而影響導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，直到達(dá)到一種穩(wěn)定的狀態(tài)。 A CR【例題3】回路豎直放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度為B）中，磁場(chǎng)的方向垂直于回路平面向外導(dǎo)體AC(質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng))可以貼著光滑豎直長(zhǎng)導(dǎo)軌下滑設(shè)回路的總電阻恒定為R，當(dāng)導(dǎo)體AC從靜止開始下落后，（1）試定性分析AC下落的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程；（2）導(dǎo)體AC下落的穩(wěn)定速度；（3）試定性分析導(dǎo)體從靜止達(dá)到穩(wěn)定速度過程中的能量轉(zhuǎn)化；（4）導(dǎo)體穩(wěn)定后電路的熱功率。（5）若在R處加一開關(guān)K，AC下落時(shí)間t后再合上K，AC的運(yùn)動(dòng)可能會(huì)怎樣？【當(dāng)堂檢測(cè)】1如圖所示，在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有半徑為r的光滑半圓形導(dǎo)體框架，OC為一能繞O在框架上滑動(dòng)的導(dǎo)體棒，O

4、C之間連一個(gè)電阻R，導(dǎo)體框架與導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，若要使OC能以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則外力做功的功率是：( )A. B. C. D.2如圖所示，電阻不計(jì)的光滑平行金屬軌道放在與它的平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。有一根長(zhǎng)1m、電阻0.25的金屬棒ab在外力作用下，以速度V向右勻速運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.5T，R = 0.75，電壓表示數(shù)為3.75V，求：外力F的大小、方向和金屬棒ab的速度的大小？VabR R MNF3如圖所示，在寬為L(zhǎng)的水平平行光滑導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一個(gè)直導(dǎo)體棒MN，在導(dǎo)軌的左端連接一個(gè)電阻R，其它電阻不計(jì)，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。當(dāng)直導(dǎo)

5、體棒受到一個(gè)垂直導(dǎo)軌水平向右的恒力F作用由靜止開始在導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，試確定直導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況及其最大速度Vm。R4如圖所示，豎直導(dǎo)軌寬度L = 0.1m，電路的總電阻R = 1，金屬棒被釋放后向下滑動(dòng)的最大速度為2.5m/s。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T，求金屬棒的質(zhì)量。【課后拓展】1.如圖甲所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有固定的金屬框架ABC，已知B，導(dǎo)體棒DE在框架上從B點(diǎn)開始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v勻速向右平移，使導(dǎo)體棒和框架構(gòu)成等腰三角形回路。設(shè)框架和導(dǎo)體棒材料相同，其單位長(zhǎng)度的電阻均為R，框架和導(dǎo)體棒均足夠長(zhǎng)，不計(jì)摩擦及接觸電阻。關(guān)于回路中的電流I和電功率P隨時(shí)間t變化的下列四個(gè)圖像中可能正確的是圖乙中的 （ ）A B C D2. 如圖所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向水平放置著兩根相距為h=0.1m的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、Q之間連接一阻值的電阻。導(dǎo)軌上跨放著一根長(zhǎng)為，每米長(zhǎng)電阻的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌正交放置，交點(diǎn)為c、d，當(dāng)金屬