电磁感应中能量问题一导学设计.docVIP

PAGE PAGE 4 《电磁感应中的能量问题一》导学设计 一、学习目标 1、要求从实验的角度理解法拉第电磁感应定律； 2、将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题； 3、判断电磁感应现象中那些力做功，正功还是负功； 4、分析、阐述克服安培力做功时的能量转化； 5、用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应能量问题； 二、重点 1、、分析、阐述克服安培力做功时的能量转化； 2、用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应能量问题； 三、难点 1、、分析、阐述克服安培力做功时的能量转化； 2、用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应能量问题； 四、课时安排 一课时 五、教具选择 电磁感应演示仪 PPT课件 铝环（电磁炮） 线圈 六、教学方法 实验、讨论、探究相结合 七、导学过程预设 （教师活动1） 电磁感应实验演示引发学生思考 （学生活动1） a、小组讨论下列问题： 1、该实验中小灯泡为什么会亮？ 2、该实验过程伴随着什么样的能量变化？ b、讨论结束后请学生起来回答。 教师由该实验引导学生创设出三种标杆模型： X X X X X X X B hB h B B （水平放置） （竖直放置） （倾斜放置） 出示标杆题：（标杆模型1） 如图所示，光滑的U形金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨的宽度为L，其长度足够长，QM之间接有一个阻值为R的电阻，其余部分电阻不计．一质量为m，电阻也为R的金属棒ab，恰能放在导轨上并与导轨接触良好．给棒施加一个水平向右的瞬间作用力，棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行．求：(1)开始运动时，棒中的瞬间电流i和棒两端的瞬间电压u分别为多大？ (2)当棒的速度由v0减小到v0/10的过程中，棒中产生的焦耳热Q是多少？ 1、自学指导： a、从题目和图形入手分析该物理情形； b、分析该过程伴随着一些什么样的能量变化； 2、师生共同探讨，教师精讲点拨。 a、请位同学到黑板上板演计算过程。 并讲解自己的切入点及解题思路。 b、由学生小组活动，得出最佳解题方法。 c、教师精讲点拨：导体棒切割磁感线， 产生感应电动势，电路闭合，产生感应电流， 从而产生安培力，克服安培力做功，把动能 转化为电能。 d、展示解答过程。 解析：(1)开始运动时，棒中的感应电动势： E＝BLv0 棒中的瞬时电流：i＝E/2R＝BLv0/2R 棒两端的瞬时电压：u＝1/2BLv0. (2)由能量转化与守恒定律知，闭合电路在此过程中产生的焦耳热：(克服安培力所做的功等于动能的改变量） Q总＝1/2mv02－1/2m(1/10v0)2＝99/200mv0 棒中产生的焦耳热为：Q＝Q总＝99/400mv02 3、小组讨论，总结出标杆方法。 1、确定研究对象； 2、用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动的大小和方向； 3、进行受力分析，明确初末状态； 4、判断这些力各做了什么样的功（正功还是负功）； 5、分析导体能量的变化，用能量守恒关系得到各种能量的改变； 类比题：（标杆模型2） XXXFXXXR X X X F X X X R A．棒的机械能增加量　　　　 B．棒的动能增加量 C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热 1、自学指导： a、从题目和图形入手分析该物理情形； b、分析该过程伴随着一些什么样的能量变化； 2、师生共同探讨，教师精讲点拨。 a、请位同学到黑板上板演计算过程， 并讲解自己的切入点及解题思路。 b、由学生小组活动，得出最佳解题方法。 c、教师精讲点拨：导体棒切割磁感线，产生感应电动势，电路闭合，产生感应电流，从而产生安培力，克服安培力做功，把动能转化为电能。而重力做了正功，把重力势能转化为动能。 d、展示分析过程。 分析：选A.对金属棒受力分析可知，设金属棒所受重力为G、上升高度h， 则根据能量守恒可得：Fh－W安＝Gh＋ΔEk，即拉力及安培力所做的功的代数和等于金属棒机械能的增加量，A正确． 学生总结两个题的异同点 1、相同点：解题思维、方法、步骤相同。 2、不同点：模型、受力情况不同 能力提升题：（标杆模型3） 如图所示，倾斜放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量为m、长为L的金属棒（内阻为R）与两导轨始终保持垂直并良好接触且有摩擦，棒与导轨的动摩擦因素为 ，整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中磁场方向与导轨平面垂直，当棒无初速度下滑时，求：（1）、棒的最大速度； （2）、若达到最大速度时，下落高度为h，则在此过程中总内阻所产生的焦耳热 1、自学指导： a、从题目和图形入手分析该物理情形； b、分析该过程伴随着一些什么样的能量变化；