电磁感应复习课教案

电磁感应复习学案（复习课）

电磁感应与力学规律的综合应用复习教案

高二物理王艳伟

教学目标：1．综合应用电磁感应等电学知识解决力、电综合问题；2．培养学生分析解决综合问题的能力

教学重点：力、电综合问题的解法

教学难点：电磁感应等电学知识和力学知识的综合应用，主要有

1、利用能的转化和守恒定律及功能关系研究电磁感应过程中的能量转化问题

2、应用牛顿第二定律解决导体切割磁感线运动的问题。

3、应用能的转化和守恒定律解决电磁感应问题。

1.

教学方法讲练结合，计算机辅助教学

教学内容双边活动

一、电磁感应中的动力学问题

这类问题覆盖面广，题型也多种多样；但解决这类问题的关键在于通过运动状

态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等，

基本思路是：

【例1】如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行

金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹

角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方

的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的AC端连接一个

阻值为R的电阻，一根质量为m、垂直于导轨放置的金属

棒ab，从静止开始沿导轨下滑，求此过程中ab棒的最大速

度。已知ab与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和金属棒的

电阻都不计。

解析：ab沿导轨下滑过程中受四个力作用，即重力mg，支持力F N、摩擦力F f和安培力F安，如图所示，ab由静止开始下滑后，将是印刷到学案上，展示给学生，引导其阅读、分析，以了解不同知识点的重要性、能力要求

F=BIL

临界态态

v与a方向关系

运动状态的分析a变化情况

F=ma

合外力

运动导体所受的安培力感应电流

确定电源（E，r）

r

R

E I

+ =

↓↑→↑→↑→↑→a F I E v 安（↑为增大符号），所以这是个变加速过程，当加

速度减到a =0时，其速度即增到最大v =v m ，此时必将处于平衡状态，以后将以v m 匀速下滑

ab 下滑时因切割磁感线，要产生感应电动势，根

据电磁感应定律： E=BLv ①

闭合电路AC ba 中将产生感应电流，根据闭合电路欧姆定律： I=E/R ② 据右手定则可判定感应电流方向为aAC ba ，再据

左手定则判断它受的安培力F 安方向如图示，其大小为： F 安=BIL ③

取平行和垂直导轨的两个方向对ab 所受的力进行正交分解，应有：

F N = mg cos θ F f = μmg cos θ 由①②③可得R v L B F 22=安 以ab 为研究对象，根据牛顿第二定律应有： mg sin θ –μmg cos θ-R v L B 22=ma ab 做加速度减小的变加速运动，当a =0时速度达最大

因此，ab 达到v m 时应有： mg sin θ –μmg cos θ-R v L B 22=0 ④ 由④式可解得()2

2cos sin L B R mg v m θμθ-= 注意：（1）电磁感应中的动态分析，是处理电磁感应问题的关键，要学会从动

态分析的过程中来选择是从动力学方面，还是从能量、动量方面来解决问题。

（2）在分析运动导体的受力时，常画出平面示意图和物体受力图。

二、电磁感应中的能量问题 无论是使闭合回路的磁通量发生变化，还是使闭合回路的部分导体切割磁感线，

都要消耗其它形式的能量，转化为回路中的电能。这个过程不仅体现了能量的转化，

教师引导，

学生分析

为主要活动方式,注

意总结.

而且保持守恒，使我们进一步认识包含电和磁在内的能量的转化和守恒定律的普遍性。

分析问题时，应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功，就可能有机械能参与转化；安培力做负功就将其它形式能转化为电能，做正功将电能转化为其它形式的能；然后利用能量守恒列出方程求解。

【例2】如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长L 为1m 、质量m 为0.1kg 的导体棒MN 上升，导体棒的电阻R 为1Ω，架在竖直放置的框架上，它们处于磁感应强度B 为1T 的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直。当导体棒上升h =3.8m 时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量为2J ，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7V 、1A ，电动机内阻r 为1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，求：

（1）棒能达到的稳定速度；

（2）棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。 解析：（1）电动机的输出功率为：

62=-=r I IU P 出W

电动机的输出功率就是电动机牵引棒的拉力的功率，所以有Fv P =出 其中F 为电动机对棒的拉力，当棒达稳定速度时L I B mg F '+=

感应电流R

BLv R E I ==

' 由①②③式解得，棒达到的稳定速度为2=v m/s

（2）从棒由静止开始运动至达到稳定速度的过程中，电动机提供的能量转化为棒的机械能和内能，由能量守恒定律得：Q mv mgh t P ++

=2

2

1出 解得 t =1s

三、综合例析

电磁感应中的“双杆问题”

电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题，涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律及能量守恒定律等。要求学生综合上述知识，认识题目所给的物理情

易混点及时点拨，要求学生及时做好笔记

电动机问题是教学的重点,应加以强调