电磁感应中能量转化守恒

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1、第5节电磁感应中的能量转化与守恒※领域方向：前几节，我们对“从磁场中生成电流”的现象进行了观察与归纳，总结和分析了感应电流的大小和方向的规律。那么，电磁感应现象中“磁场生成电流”是否是“无中生有”？电流具有的电能又是如何生成的？本节我们从功能关系、能量转化与守恒的角度对电磁感应现象进行再认识！※知识探究案※[学习目标]：1.知道电磁感应电路中导体棒（或：线圈）与外磁体之间的相互磁场力始终对导体棒（或：线圈）、对外磁体做负功。2.理解在电磁感应现象中，导体棒（或：线圈）与外磁体之间的磁场力做负功过程中实现了机械能转化为电能。[研究过程]：类型二：线圈不动、磁场发

2、生变化类型一：磁场不变、线圈（部分导体）运动问题3：综合两类电磁感应现象，感应电路中导体棒（或：线圈）与（产生外磁场的）外磁体之间相互磁场力，始终对导体棒（或线圈）、对外磁体做功。探究一：电磁感应现象中，磁场力做功的分析问题2：在以上情境中，由椤次定律，当条形磁体向下运动，磁体受磁场力方向？；当条形磁体向上运动，磁体受磁场力方向？.问题1：在以上情境中，由椤次定律，当导体棒向右运动，导体棒受安培力方向？；当导体棒向左运动，导体棒受安培力方向？.探究二：电磁感应中磁场力做功与能量转化关系情境一：如图所示，水平光滑的、宽度为L的、不计电阻的导轨，处在竖直向下的、磁

3、感强度为B的匀强磁场中，左端跨接一个阻值为R的电阻。垂直于导轨放置一根不计电阻的导体棒，外力F拉着导体棒正以速度V向右匀速运动。试证明：（学习指导：自学教材P18—P19）情境二：如图所示，水平光滑的、宽度为L的、不计电阻的导轨，处在竖直向下的、磁感强度为B的匀强磁场中，左端跨接一个阻值为R的电阻。垂直于导轨放置一根不计电阻的导体棒，导体棒获得向右的初速度V0后开始向右运动。试证明：（思路：1、建立导体棒运动过程，画出V→t图像；2、分析安培力做功与动能变化、与电能变化的关系）●反馈练习：1、一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置

4、在磁场内，如图所示，磁感应强度B＝0.5T，导体棒ab、cd长度均为0.2m，电阻均为0.1Ω，重力均为0.1N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是(　　)A．ab受到的拉力大小为2NB．ab向上运动的速度为2m/sC．在2s内，拉力做功，有0.4J的机械能转化为电能D．在2s内，拉力做功为0.6J2、在方向水平的、磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，有两根竖直放置的导体轨道cd、ef4/4，其宽度为1m，其下端与电动势为12V、内电阻为1Ω的电源相接，质量为0.1kg的金属

5、棒MN的两端套在导轨上可沿导轨无摩擦地滑动，如图所示，除电源内阻外，其他一切电阻不计，g=10m/s2，导轨足够长。S闭合开始释放MN，直到金属棒做匀速直线运动的过程中（）A.电源所做的功等于金属棒重力势能的增加B.电源所做的功等于电源内阻产生的焦耳热C.匀速运动时速度为20m/sD.匀速运动时电路中的电流强度大小是2A3、一个闭合回路由两部分组成，如图所示，右侧是电阻为r的圆形导线，置于竖直方向均匀变化的磁场B1中；左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d，其电阻不计．磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒

6、此时恰好能静止在导轨上，分析下述判断不正确的有(　　)A．圆形线圈中的磁场，可以向上均匀增强，也可以向下均匀减弱B．导体棒ab受到的安培力大小为mgsinθC．回路中的感应电流为D．圆形导线中的电热功率为(r＋R)※课堂展示案※[学习目标]：1.掌握电磁感应问题的“六步分析法”（电路结构分析→电动势大小方向分析→受力分析→运动分析→功能关系分析→能量转化分析）。2.提升从“电路结构观”、“动力学观”、“能量观”认识和解决电磁学问题的思维与能力。[研究过程]：电磁感应问题的“六步分析法”：1、电路结构分析：判定哪部分是电源、外电路；画出等效电路；确定路端电压（）

7、。2、电动势大小方向分析：判定电流方向；确定电源的正负极；确定电源内电动势大小。3、受力分析：对导体棒进行受力分析（重力、弹力、摩擦力、安培力、等等）。4、运动分析：根据导体棒的受力、题目已知的运动信息，建立导体棒的运动过程。5、功能关系分析：①各种性质力做功对应相应形式能的变化：、、②各种性质力做的总功对应导体棒动能的变化：③（除重力、弹力以外）其它力做功对应导体棒机械能的变化：④（感应电路、激发外磁场的磁体、地球组成的）系统以外的物体对系统产生的外力对系统做功对应系统总能量的变化：6、能量转化分析：各种形式能的变化总量等于零：例1：如图所示，在一水平桌面上

8、有竖直向上的匀强磁场，已知桌面离地高h