《4法拉第电磁感应定律》公开课教案下载

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电磁感应中的动力学问题分析，电磁感应中的能量问题分析

三、教学过程

（一）电磁感应中的动力学问题分析

1．高考真题

（2016四川卷，7）（5分）；（2016全国新课标 = 1 ﹨ ROMAN I 卷，24）（14分）；（2016全国新课标 = 2 ﹨ ROMAN II 卷，24）（12分）

2．电磁感应中的动力学问题

例1 　如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距L＝0.50 m，导轨平面与水平面间夹角θ＝37°，N、Q间连接一个电阻R＝5.0 Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B＝1.0 T．将一根质量为m＝0.05 kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.50，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s＝2.0 m．已知g＝10 m/s2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80．求：

(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；

(2)金属棒到达cd处的速度大小；

拓展： (3) 求金属棒从ab位置运动到cd位置所用的时间．

归纳

(1)电路分析：

导体棒相当于电源，感应电动势相当于电源的电动势，导体棒的电阻相当于电源的内阻，感应电流I＝ eq ﹨f(BLv,R＋r) .

(2)受力分析：

导体棒受到安培力及其他力，安培力F安＝BIL或 eq ﹨f(B2L2v,R总) ，根据牛顿第二定律F合＝ma、动量定理F合t=Δp列方程.

(3)解题方法选取：

由于导体棒受安培力的作用，导体棒往往做变加速运动，最终达到稳定状态.

若题中涉及加速度a，优先选择牛顿第二定律解题

若题中涉及时间t，优先选择动量定理解题

　（二）电磁感应中的能量问题分析

1．高考真题

（2016浙江卷，24）(20分) ；（2015四川卷， 11）（18分）；（ 2015天津卷， 11 ） (18分) ；

（2014浙江卷，24）（20分）；（ 2014全国新课标II卷， 25 ）（19分）

2．电磁感应中的能量问题

例2 　如图所示，间距为L的水平放置的光滑金属导轨上有两个质量分别为m、3m，电阻分别为R1、R2的金属棒ab、cd，二者相距为L1，棒都和导轨相垂直。在水平导轨处存在着一个竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现给金属棒ab一个水平向右的瞬时冲量I0，使其开始向右运动，当两金属棒的速度恰好相等时，二者相距为L2。已知金属导轨内阻不计。