華師大版科學(xué)八下《電磁感應(yīng)》教案

教師姓名學(xué)生姓名教材版本浙教版學(xué)科名稱物理年級(jí)高三年級(jí)上課時(shí)間2月25日20：00---21：00課題名稱電磁感應(yīng)教學(xué)目標(biāo)電磁感應(yīng)與圖像綜合電磁感應(yīng)與電路綜合電磁感應(yīng)與能量和動(dòng)力學(xué)問題教學(xué)重點(diǎn)電磁感應(yīng)與圖像問題教學(xué)過程備注電磁感應(yīng)三種題型電磁感應(yīng)與圖像綜合電磁感應(yīng)與電路綜合電磁感應(yīng)與能量和動(dòng)力學(xué)問題一．電磁感應(yīng)中的圖象問題1.分析圖象應(yīng)從圖象的斜率、截距、面積、交點(diǎn)、拐點(diǎn)等角度出發(fā)來認(rèn)識(shí)其所表達(dá)的規(guī)律在電磁感應(yīng)中常涉及B、Ф、E感、I感、所用外力F隨時(shí)間t變化的圖象以及E感、I感隨線圈位移x變化的圖象2、電磁感應(yīng)中圖象問題的兩種類型⑴由給出的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象⑵由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量涉及規(guī)律：右手定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等例1、如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)正方形導(dǎo)線圈，其電阻為R，現(xiàn)使線圈以恒定速度v沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，并穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域B，如果以x軸的正方向作為力的正方向，線圈從圖示位置開始運(yùn)動(dòng)，則（1）穿過線圈的磁通量隨x變化的圖線為哪個(gè)圖？（2）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨x變化的圖線為哪個(gè)圖？（3）磁場(chǎng)對(duì)線圈的作用力F隨x變化的圖線為哪個(gè)圖？××××××××××××××××LL3LXB00123456x/LA0123456x/L0123456x/L0123456x/LBCD例2、如圖，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n＝1000，線圈面積S＝200cm2,線圈的電阻為r＝1Ω，在線圈外接一個(gè)阻值R＝4Ω的電阻，電阻的一端b與地相接，把線圈放入一個(gè)方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖B－t所示，求：（1）從計(jì)時(shí)起在t＝3s、t＝5s時(shí)穿過線圈的磁通量是多少？（2）a點(diǎn)的最高電勢(shì)和最低電勢(shì)各是多少？BBRabB/10-1T024624t/s例3、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，磁場(chǎng)寬度l=3m，一正方形金屬框邊長(zhǎng)ab=l′=1m，每邊電阻r=0.2Ω，金屬框以速度v=10m/s勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)，其平面始終保持與磁感應(yīng)線方向垂直，如圖所示，求：（1）畫出金屬框穿過磁場(chǎng)區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的I-t圖線（要求寫出作圖依據(jù)）（2）畫出ab兩端電壓的U-t圖線（要求寫出作圖依據(jù)）ddabcl′l注意不規(guī)則圖形的切割問題abab例1如圖，一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；一個(gè)邊長(zhǎng)也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直；虛線框?qū)蔷€ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直，ba的延長(zhǎng)線平分導(dǎo)線框．在t=0時(shí)，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動(dòng)，直到整個(gè)導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)區(qū)域．以i表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度，取逆時(shí)針方向?yàn)檎畧D2中表示i-t關(guān)系的圖示中，可能正確的是解析：從正方形線框下邊開始進(jìn)入到下邊完全進(jìn)入過程中，線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸增大，所以感應(yīng)電流也逐漸拉增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從正方形線框下邊完全進(jìn)入至下邊剛穿出磁場(chǎng)邊界時(shí)，切割磁感線有效長(zhǎng)度不變，故感應(yīng)電流不變，B項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)正方形線框下邊離開磁場(chǎng)，上邊未進(jìn)入磁場(chǎng)的過程比正方形線框上邊進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，磁通量減少的稍慢，故這兩個(gè)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相等，感應(yīng)電流也不相等，D項(xiàng)錯(cuò)，故正確選項(xiàng)為C．求解物理圖像的選擇類問題可用“排除法”，即排除與題目要求相違背的圖像，留下正確圖像；也可用“對(duì)照法”，即按照題目要求畫出正確草圖，再與選項(xiàng)對(duì)照，選出正確選項(xiàng)．解決此類問題的關(guān)鍵就是把握?qǐng)D像特點(diǎn)、分析相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系、分析物理過程的變化規(guī)律或是關(guān)鍵物理狀態(tài)．二．電磁感應(yīng)中的電路綜合1、感應(yīng)電量的計(jì)算如果閉合電路是一個(gè)單匝線圈（），則.上式中為線圈的匝數(shù)，為磁通量的變化量，R為閉合電路的總電阻。穿過閉合電路磁通量變化的形式一般有下列幾種情況：（1）閉合電路的面積在垂直于磁場(chǎng)方向上的分量S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化時(shí)，；（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，閉合電路的面積在垂直于磁場(chǎng)方向上的分量S發(fā)生變化時(shí)，；（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B與閉合電路的面積在垂直于磁場(chǎng)方向的分量S均發(fā)生變化時(shí)，。下面舉例說明：【例1】如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若第一次用0.3s時(shí)間拉出，外力所做的功為，通過導(dǎo)線截面的電量為；第二次用時(shí)間拉出，外力所做的功為，通過導(dǎo)線截面的電量為，則（）A. B.C. D.【例2】如圖所示，空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)，在半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)部及外部，磁場(chǎng)方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B。一半徑為，電阻為R的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其圓心與圓形區(qū)域的中心重合。當(dāng)內(nèi)、外磁場(chǎng)同時(shí)由B均勻地減小到零的過程中，通過導(dǎo)線截面的電量____________?！纠?】如圖所示，平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（方向向里），間距為L(zhǎng)，左端電阻為R，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)軌右端接一電容為C的電容器?，F(xiàn)有一長(zhǎng)2L的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，ab以a為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過R的電量為多少？1.（1999年廣東）如圖所示，MN、PQ為兩平行金屬導(dǎo)軌，M、P間連有一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，圖中磁場(chǎng)垂直紙面向里.有一金屬圓環(huán)沿兩導(dǎo)軌滑動(dòng)，速度為v，與導(dǎo)軌接觸良好，圓環(huán)的直徑d與兩導(dǎo)軌間的距離相等.設(shè)金屬環(huán)與導(dǎo)軌的電阻均可忽略，當(dāng)金屬環(huán)向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)A.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為B.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為C.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為D.沒有感應(yīng)電流通過電阻R2.在方向水平的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根豎直放置的導(dǎo)體軌道cd、ef，其寬度為1m，其下端與電動(dòng)勢(shì)為12V、內(nèi)電阻為1Ω的電源相接，質(zhì)量為0.1kg的金屬棒MN的兩端套在導(dǎo)軌上可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動(dòng)，如圖所示，除電源內(nèi)阻外，其他一切電阻不計(jì)，g=10m/s2，從S閉合直到金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中A.電源所做的功等于金屬棒重力勢(shì)能的增加B.電源所做的功等于電源內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱C.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為20m/sD.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電路中的電流強(qiáng)度大小是2A3.兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì).斜面處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上.質(zhì)量為m、電阻可不計(jì)的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度.如圖所示，在這過程中A.作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零B.作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和C.恒力F與安培力的合力所做的功等于零D.恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱三．電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題例：例：如圖所示，AB、CD是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在導(dǎo)軌的AC端連接一個(gè)阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m、垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，求此過程中ab棒的最大速度。已知ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻都不計(jì)。變：變：如圖所示，豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，上端串有電阻R（其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計(jì)）。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試求ab下滑的最大速度vm。變：如果在該圖上端電阻右邊安一只電鍵，讓ab下落一段距離后再閉合電鍵，那么閉合電鍵后ab的運(yùn)動(dòng)情況又將如何？電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問題練：練：光滑U型金屬框架寬為L(zhǎng)，足夠長(zhǎng)，其上放一質(zhì)量為m的金屬棒ab，左端連接有一電容為C的電容器，現(xiàn)給棒一個(gè)初速v0，使棒始終垂直框架并沿框架運(yùn)動(dòng)，如圖所示。求導(dǎo)體棒的最終速度.電磁感應(yīng)中的“雙桿”問題例析導(dǎo)軌上的雙導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)問題：1、在無安培力之外的力作用下的運(yùn)動(dòng)情況，其穩(wěn)定狀態(tài)是兩棒最后達(dá)到的勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，穩(wěn)定條件是兩棒的速度相同；2、在有安培力之外的恒力作用下的運(yùn)動(dòng)情況，其穩(wěn)定狀態(tài)是兩棒最后達(dá)到的勻變速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，穩(wěn)定條件是兩棒的加速度相同，速度差恒定小結(jié)：從以上的分析可以看出處理“雙桿滑動(dòng)”問題要注意以下幾點(diǎn)：1、在分析雙桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，要注意是同向還是反向，可以根據(jù)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向來確定，若同向，回路的電動(dòng)勢(shì)是二者相加，反之二者相減。一般地，兩桿向同一方向移動(dòng)切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是方向相反的，向反方向移動(dòng)切割磁感線時(shí)，兩桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是方向相同的，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是“同向減，反向加”。2、計(jì)算回路的電流時(shí)，用閉合電路歐姆定律時(shí)，電動(dòng)勢(shì)是回路的電動(dòng)勢(shì)，不是一根導(dǎo)體中的電動(dòng)勢(shì)，電阻是回路的電阻，而不是一根導(dǎo)體的電阻。3、要對(duì)導(dǎo)體桿進(jìn)行兩種分析，一是正確的受力分析，根據(jù)楞次定律可知安培力總是阻礙導(dǎo)體桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。也可先判斷出感應(yīng)電流方向，再用左手定則判斷安培力的方向。二是正確的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況分析。這兩步是正確選用物理規(guī)律基礎(chǔ)。4、合理選用物理規(guī)律，包括力的平衡條件、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律、歐姆定律、焦耳定律、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等。處理這類問題可以利用力的觀點(diǎn)進(jìn)行分析，也可以利用能的觀點(diǎn)進(jìn)行分析，還可以利用動(dòng)量的觀點(diǎn)進(jìn)行分析。在利用能的觀點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，要注意導(dǎo)體克服安培力作功的過程是把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程。類型水平導(dǎo)軌，無水平外力不等間距導(dǎo)軌，無水平外力水平導(dǎo)軌，受水平外力豎直導(dǎo)軌