高中人教物理第3讲　电磁感应规律的综合应用 教案.doc

第3讲　电磁感应规律的综合应用
知识点　电磁感应和电路的综合　Ⅱ
1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。如：切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等。
2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈；除电源外其余部分是外电路，外电路由电阻器、电容器等电学元件组成。在外电路中，电流从高电势处流向低电势处；在内电路中，电流则从低电势处流向高电势处。
3．与电路相联系的几个公式
(1)电源电动势：E＝n或E＝Blv。
(2)闭合电路欧姆定律：I＝。
电源的内电压：U内＝Ir。
电源的路端电压：U外＝IR＝E－Ir。
(3)消耗功率：P外＝IU，P总＝EI。
(4)电热：Q外＝I2Rt，Q总＝I2(R＋r)t。
知识点　电磁感应现象中的动力学问题　Ⅱ
1．安培力的大小
F＝
2．安培力的方向
(1)先用右手定则或楞次定律确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向。
(2)根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向相反。
3．分析导体受力情况时，应做包含安培力在内的全面受力分析。
4．根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。
知识点　电磁感应现象中的能量问题　Ⅱ
1．电磁感应中的能量转化
闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，通有感应电流的导体在磁场中受安培力。外力克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能；通有感应电流的导体在磁场中通过受安培力做功或通过电阻发热，使电能转化为其他形式的能。
2．实质
电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和电能之间的转化。
一 堵点疏通
1．在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。(　　)
2．导体所受安培力的方向一定与导体的运动方向相反。(　　)
3．物体克服安培力做功的过程是将其他形式的能量转化为电能的过程。(　　)
4．电源的电动势就是电源两端的电压。(　　)
5．在电磁感应现象中，求焦耳热时只能用Q＝I2Rt求解。(　　)
答案　1.√　2.×　3.√　4.×　5.×
二 对点激活
1.(人教版选择性必修第二册·P44·T2改编)(多选)如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场，则下列说法正确的是(　　)
A．第二次与第一次进入时线圈中电流之比为2∶1
B．第二次与第一次进入时外力做功功率之比为2∶1
C．第二次与第一次进入过程中通过线圈某横截面的电荷量之比为2∶1
D．第二次与第一次进入时线圈中产生热量之比为2∶1
答案　AD
解析　由E＝Blv知＝，由I＝得＝，故A正确。匀速进入，外力做功的功率与克服安培力做功的功率相等，由P＝I2R得＝，故B错误。由电荷量q＝得＝，故C错误。产生热量Q＝Pt＝P·，得＝×＝，故D正确。
2.设图中的磁感应强度B＝1 T，平行导轨宽l＝1 m，金属棒PQ以1 m/s速度贴着导轨向右运动，R＝1 Ω，其他电阻不计。
(1)运动的导线会产生感应电动势，相当于电源。用电池等符号画出这个装置的等效电路图；
(2)通过R的电流方向如何？大小等于多少？
答案　(1)图见解析　(2)竖直向下　1 A
解析　(1)PQ切割磁感线，相当于电源，等效电路如图。
(2)E＝Blv＝1 V
I＝＝1 A
由右手定则判断通过R的电流方向竖直向下。
3．如图甲所示，放置在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离L＝1 m，质量m＝1 kg的光滑导体棒放在导轨上，导体棒与导轨垂直且导体棒与导轨电阻均不计，导轨左端与阻值R＝4 Ω的电阻相连，导轨所在位置有磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向下，现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2 s测量一次导体棒的速度，图乙是根据所测数据描绘出的导体棒的v­t图像(设导轨足够长)。
(1)求力F的大小；
(2)求t＝1.6 s时，导体棒的加速度a的大小；
(3)若1.6 s内导体棒的位移x＝8 m，试计算1.6 s内电阻上产生的热量Q。
答案　(1)10 N　(2)2 m/s2　(3)48 J
解析　(1)导体棒做切割磁感线运动，有E＝BLv
I＝，F安＝BIL
当导体棒速度最大为vm时，F＝F安
解得F＝＝10 N。
(2)当t＝1.6 s时，v1＝8 m/s
此时F安1＝＝8 N
由牛顿第二定律得F－F安1＝ma
解得a＝2 m/s2。
(3)由能量守恒定律可知Fx＝Q＋
解得Q＝48 J。
考点1　电磁感应中的电路问题
1.问题归类
(1)以部分电