选修3-2《5.电磁感应中的能量转化与守恒》精品优质课教案设计

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导体棒从ab到a′b′位置过程中，电阻R上产生的热量Q

★★★活动单★★★

【例题】（多选）如图所示，水平放置的光滑U形金属框架上接一个阻值为R0的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平恒力F作用下，由静止开始运动距离d后速度达到v，半圆形导体AC的电阻为r，其余电阻不计，下列说法正确的是 （ ）

A. EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT

B. EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT

C.电路中产生的电热 EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT

D.电阻R0上产生的电热 EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT

通关秘籍：

分析思路：

【巩固训练】如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。

求初始时刻导体棒受到的安培力

若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为EP，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？

＊（3）导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？

◆◆◆反馈单◆◆◆

（多选）如图所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上，水平虚线PQ下方有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度为B。正方形闭合金属框边长为 EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT ，质量为m，电阻为R，放置于PQ上方一定距离处，保持线框底边ab与PQ平行并由静止释放，当ab边到达PQ时，线框速度为v0，ab边到达PQ下方距离d（d> EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT ）处时，线框速度也为v0，下列说法正确的是（ ）

A.ab边刚进入磁场时，电流方向为b→a

B.ab边刚进入磁场时，线框做匀减速运动

C.线框进入磁场过程中的最小速度可能等于 EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT

D.线框进入磁场过程中产生的热量为mgdsinθ

●●●巩固单●●●

小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距 EMBED Equation.KSEE3 ﹨ MERGEFORMAT =0.50m，倾角θ=53o，导轨上端串接一个0.05Ω的电阻。在导轨间长d=0.56m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0T。质量m=4.0㎏的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24m。一位健身者用恒力F=80N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置（重力加速度g=10m/s2，sin53o=0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量）。求：

CD棒进入磁场时速度v的大小

CD棒进入磁场时所受的安培力的大小

在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q

电学对象