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2019-2020年高中物理 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用 新人教版選修3-4 教學(xué)目標(biāo)： 知識(shí)與技能 1．能把電磁感應(yīng)知識(shí)與電學(xué)知識(shí)結(jié)合，綜合分析、解決相關(guān)問題 2．能把電磁感應(yīng)知識(shí)與力學(xué)知識(shí)結(jié)合，綜合分析、解決相關(guān)問題 3．理解安培力做功的過程是實(shí)現(xiàn)其它能轉(zhuǎn)化為電能的過程 過程與方法 通過例題的分析、講解、討論、歸納總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)深入探究知識(shí)內(nèi)涵的能力，并學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。 情感、態(tài)度、價(jià)值觀 通過習(xí)題的講解歸納，培養(yǎng)學(xué)生善于歸納總結(jié)的意識(shí)，并體會(huì)總結(jié)是提高的關(guān)鍵 教學(xué)重點(diǎn)： 1．怎樣做到電磁感應(yīng)知識(shí)與電學(xué)知識(shí)，以及電磁感應(yīng)知識(shí)與力學(xué)知識(shí)結(jié)合 2．安培力做功的過程是實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程 教學(xué)難點(diǎn)： 如何解決電磁感應(yīng)知識(shí)與電學(xué)知識(shí)，以及電磁感應(yīng)知識(shí)與力學(xué)知識(shí)結(jié)合的綜合問題 教學(xué)方法： 講練結(jié)合，多媒體輔助教學(xué) 課時(shí)安排： 1課時(shí) 教學(xué)過程： （一）復(fù)習(xí)舊知 提問：電磁感應(yīng)中電動(dòng)勢(shì)可以分為哪兩種類型？分別如何計(jì)算？ （二）導(dǎo)入新課 電磁感應(yīng)過程中要產(chǎn)生電流就必須有電路，因而電磁感應(yīng)離不開電學(xué)知識(shí)；而動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 又離不開物體的運(yùn)動(dòng)，所以電磁感應(yīng)常常離不開力學(xué)知識(shí)。本節(jié)課重點(diǎn)就是討論電磁感應(yīng)與這些知識(shí)的簡(jiǎn)單地綜合運(yùn)用。 （三）新課教學(xué) 例題講解 例1：定值電阻R，導(dǎo)體棒ab電阻r，水平光滑導(dǎo)軌間距 l ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)棒ab以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)： 問題1: 產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)是多少？ 回路電流是多大？ ab兩端電壓是多少？ 電流的總功率是多少？ ab棒耗的電功率消是多少？ 問題2： 棒ab受到的安培力為多大；要使棒ab勻速運(yùn)動(dòng)，要施加多大的外力，方向如何？ 問題3： 整個(gè)回路中消耗的電能從哪里轉(zhuǎn)化來的，它們之間有什么樣的關(guān)系？ 學(xué)生求解教師點(diǎn)撥： 問題1． a.哪一部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源？其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是多少？電源的正負(fù)極如何？ b.電路結(jié)構(gòu)如何？畫等效電路圖 c.電路中的歐姆定律，串并聯(lián)規(guī)律能用嗎？ 問題2． 對(duì)ab棒進(jìn)行受力分析，結(jié)合狀態(tài)，運(yùn)用力學(xué)知識(shí)求解。 問題3． 整個(gè)過程中，外力克服安培力做功的過程中把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。而電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 師生歸納總結(jié)： 1．電磁感應(yīng)知識(shí)與電學(xué)知識(shí)結(jié)合問題解題方法： a.確定電源：首先判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的那一部分導(dǎo)體（電源），其次利用或求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，利用右手定則或楞次定律判斷電流方向。 b．分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖 c．利用電路規(guī)律求解，主要有歐姆定律，串并聯(lián)規(guī)律等 2．能量轉(zhuǎn)化關(guān)系： 外力克服安培力做功的過程就是把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。而電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。所以安培力做功的大小等于電路中產(chǎn)生的電能。 例2：其他條件不變，ab棒質(zhì)量為m，開始靜止，當(dāng)受到一個(gè)向右恒力F的作用，則： 問題1：ab將如何運(yùn)動(dòng)？ 問題3：ab的最大速度是多少？這時(shí)ab兩端的電壓為多少？ 問題3：ab的速度達(dá)到最大值前，外力做功功率與回路的電功率有什么樣的關(guān)系？ 問題4：在上述過程中，通過回路某一橫截面的電量為多少？ 學(xué)生求解教師點(diǎn)撥： F=BIL 臨界態(tài)態(tài)態(tài) v與a方向關(guān)系 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析 a變化情況 F=ma 合外力 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體所受的安培力 感應(yīng)電流 確定電源（E）r） 這類電磁感應(yīng)知識(shí)與力學(xué)知識(shí)結(jié)合問題解題的基本思路是： 解：（1）對(duì)棒進(jìn)行受力分析，并由 知ab棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。 （2）當(dāng)ab 棒的加速度為0時(shí)，速度最大。即 求得 由電學(xué)知識(shí)求得 （3）ab的速度達(dá)到最大值前，ab棒的加速度大于0.外力大于安培力。所以P外﹥P電，且有能量關(guān)系得：W外=Q熱+△EK （4） 師生歸納總結(jié)： 1、受力分析：必要時(shí)畫出相應(yīng)的平面圖。 2、受力平衡時(shí)，速度最大。 3、求通過回路某一橫截面的電量應(yīng)用平均值求解。 思考與練習(xí) 如圖所示， B＝0.2T 與導(dǎo)軌垂直向上，導(dǎo)軌寬度L＝1m，α＝300，電阻可忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m＝0.2kg，其電阻R＝0.1Ω，跨放在U形框架上，并能無摩擦的滑動(dòng)，求： （1）導(dǎo)體下滑的最大速度vm。 （2）在最大速度vm時(shí)，ab上消耗的電功率Pm 解：（1）對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如右圖，當(dāng)導(dǎo)體下滑的最大速度vm 時(shí)重力在斜面上的分力等于安培力。 即 （2）導(dǎo)體棒達(dá)最大速度vm后 （四）小結(jié): 本節(jié)重點(diǎn)是： 1.學(xué)會(huì)怎樣把電磁感應(yīng)知識(shí)與電學(xué)知識(shí)結(jié)合，以及把電磁感應(yīng)知識(shí)與力學(xué)知識(shí)結(jié)合；并能綜合分析、解決問題。 2.理解安培力做功的過程是實(shí)現(xiàn)其它能轉(zhuǎn)化為電能的過程。 （五）作業(yè):（補(bǔ)充） 1 圖中，有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向是水平向外．在垂直于磁場(chǎng)的豎直面內(nèi)放有寬度為L(zhǎng)=10cm、電阻不計(jì)、足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌，質(zhì)量為m=0.20g．有效電阻為R=0.20W的金屬絲MN可在導(dǎo)軌上無摩擦地上下平動(dòng)，空氣阻力不計(jì)，g取10m/s，試求MN從靜止開始釋放后運(yùn)動(dòng)的最大速度． 2.如圖所示，粗細(xì)均勻的金屬圓環(huán)，其阻值為R，放在圖示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度為B，圓環(huán)直徑為L(zhǎng)．長(zhǎng)為Ｌ、電阻為Ｒ／2的金屬棒放在圓環(huán)上，以v0向左勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒運(yùn)動(dòng)到過圓心O的虛線位置時(shí)，金屬棒兩端電勢(shì)差是多少? （六）板書: （七）教學(xué)反思: