电磁感应中能量问题一导学设计

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1、《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

2、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：XXXXXXBhBB（水平放置）（竖直放置）（倾斜放置）5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．

3、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

4、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＝99/200mv02棒中产生的焦耳热为：Q＝Q总＝99/400mv023、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；54、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

5、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如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于(　　)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。

6、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

7、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5，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；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