电磁感应定律单杆模型

关于电磁感应定律单杆模型知识与技能掌握电磁感应中的力学问题的求解方法过程与方法通过电磁感应中的力学问题的学习，掌握运用理论知识探究问题的方法情感、态度与价值观通过电磁感应中的力学问题的学习，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想学习目标第2页,共24页，2024年2月25日，星期天安徽19题（选择）四川11.（18分）

2015年高考题第3页,共24页，2024年2月25日，星期天上海32、（14分）北京22.(16分)广东35．(18分)第4页,共24页，2024年2月25日，星期天(1)首先分析导体最初在磁场中的运动状态和受力情况；(2)其次分析由于运动状态变化，导体受到的安培力、合力的变化情况；(3)再分析由于合力的变化，导体的加速度、速度又会怎样变化，从而又引起感应电流、安培力、合力怎么变化；(4)最终明确导体所能达到的稳定状态。1、分析思路（一）单杆模型第5页,共24页，2024年2月25日，星期天(1)单杆水平式条件：匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，棒ab长为L，质量为m，初速度为零，拉力恒为F，电路中除电阻R外，其他电阻不计水平导轨光滑2、类型试分析导体棒的运动情况？第6页,共24页，2024年2月25日，星期天动态分析收尾状态运动形式匀速直线运动力学特征a＝0

电学特征I恒定第7页,共24页，2024年2月25日，星期天讨论1：若导体棒从开始至达到最大速度时，所通过位移是X，求在此过程中电阻R产生的热量QR第8页,共24页，2024年2月25日，星期天解：对导体棒在此过程应用动能定理：或：对系统应用功能关系：第9页,共24页，2024年2月25日，星期天讨论2：设导体棒从开始至达到最大速度过程中，通过电阻R的电量q设此过程中的电路中平均电流为I根据闭合电路中欧姆定律法拉第电磁感应定律联立并解得：第10页,共24页，2024年2月25日，星期天第11页,共24页，2024年2月25日，星期天拓展1：如果ab棒与导轨间的动摩擦因数为μ，其他条件均不变，则ab棒的最大速度为多少？第12页,共24页，2024年2月25日，星期天拓展2：条件：匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，棒ab长为L，质量为m，初速度为，电路中除电阻R外，其他电阻不计水平导轨光滑问：电路中电流最大为多少？导体最终的运动状态是怎样的？第13页,共24页，2024年2月25日，星期天第14页,共24页，2024年2月25日，星期天(2)单杆倾斜式拓展3：条件：匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，棒ab长为L，质量为m，在导轨上静止释放，电路中除电阻R外，其他电阻不计导轨光滑问：分析导体的运动状态，并求出最大速度是多少？第15页,共24页，2024年2月25日，星期天动态分析：运动形式匀速直线运动力学特征电学特征I恒定收尾状态：第16页,共24页，2024年2月25日，星期天拓展4：F条件：匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，棒ab长为L，质量为m，沿导轨平面向上的恒力F，电路中除电阻R外，其他电阻不计导轨光滑问：分析导体的运动状态，并求出最大速度是多少？第17页,共24页，2024年2月25日，星期天F解：分情况讨论第18页,共24页，2024年2月25日，星期天拓展5：L条件：光滑导轨平面竖直，匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，棒ab长为L，质量为m，电路中除电阻R外，其他电阻不计导体棒与导轨接触良好问：分析导体的运动状态，并求出最大速度是多少？第19页,共24页，2024年2月25日，星期天题后悟道由于感应电流与导体切割磁感线运动的加速度有着相互制约的关系，故导体一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态。分析这一动态过程进而确定最终状态是解决这类问题的关键。第20页,共24页，2024年2月25日，星期天课堂练习1、如图，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连接，导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计,匀强磁场竖直向上。若导体棒ab以一定初速度下滑，则ab棒（）

A．所受安培力方向水平向右B．可能以速度

匀速下滑C．刚下滑瞬间产生的电动势为

D．减少的重力势能等于电阻R产生的内能

AB第21页,共24页，2024年2月25日，星期天2、图所示中回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导线AC可以贴着光滑竖直长导线下滑，设回路的总电阻恒定为R，当导线AC从静止开始下落后，下面有关回路中能量转化的叙述中正确的说法有（）A导线下落过程中机械能守恒B导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化电阻上产生的热量C导线加速下落过程中，导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路中增加的内能D导线达到稳定速度后的下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能CD第22页,共24页，2024年