選修3-2第一章第五節(jié)電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒興化市戴南高級中學(xué)高二物理備課組

2013年興化市骨干教師送教下鄉(xiāng)活動同課異構(gòu)范忠明

2013.12.10選修3-2第一章第五節(jié)電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒1

能量既不會憑空

,也不會憑空

，它只能從一種形式

為另一種形式，或者從一個物體

到另一個物體，在

或

的過程中，能量的總量保持

。1.能量守恒定律：產(chǎn)生消失轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移2.功能關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的。

量度數(shù)量關(guān)系：做了

功就有

能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。多少多少不變因果關(guān)系：做功使得能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。能量既不會憑空,也不會憑2三峽水電站三峽水電站的工作原理？能量的轉(zhuǎn)化情況？答：機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了電能。

電磁感應(yīng)現(xiàn)象。三峽水電站三峽水電站的工作原理？能量的轉(zhuǎn)化情況？答：機(jī)械能轉(zhuǎn)3既然功是能量轉(zhuǎn)化的量度，那么在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，用什么力做功量度什么能的轉(zhuǎn)化呢？猜猜看！既然功是能量轉(zhuǎn)化的量度，那么在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中4處在勻強(qiáng)磁場中的兩條光滑水平平行導(dǎo)軌，間距為L，上面有一根與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好的可自由滑動的直導(dǎo)體棒ab，電阻為r,在水平向右的外力的作用下沿桿方向以速度v做勻速直線運(yùn)動，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，導(dǎo)軌左端接有一阻值為R的電阻。探究題a××××××××××××××××××××FRrBb例題1：處在勻強(qiáng)磁場中的兩條光滑水平平行導(dǎo)軌，間距為L，上面5a××××××××××××××××××××FRrBbv1、桿ab中的感應(yīng)電流方向：b指向a2、桿ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=,感應(yīng)電流I==BLV3、桿ab受到的安培力F安=,方向：水平向左4、桿ab受到的水平外力：F外=，方向：勻速向右水平向右5、桿ab向右勻速運(yùn)動位移為x的過程中，安培力做什么功？（1）克服安培力做功W克安=（2）整個回路產(chǎn)生的焦耳熱Q=相等F安已知：B、L、R、r、v（負(fù)）a××××××××××××××××××××FRrBbv1、桿6既然功是能量轉(zhuǎn)化的量度，那么在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，用什么力做功量度什么能的轉(zhuǎn)化呢？現(xiàn)在能確定了吧！既然功是能量轉(zhuǎn)化的量度，那么在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中7在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，克服安培力所做的功等于轉(zhuǎn)化過來的電能，如是純電阻電路，則等于電路的總焦耳熱。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，克服安培力所做的功等于轉(zhuǎn)化過8a××××××××××××××××××××FRrBbv1如果桿ab在外力F作用下做加速運(yùn)動了一段位移x，還有嗎？【思考】解：設(shè)加速運(yùn)動中，某一任意瞬間速度為v1時由又∵既然任意時刻下的克服安培力的功率都等于電功率，那么加速一段過程下來，克服安培力做的功就等于電能的增加量。F安電a××××××××××××××××××××FRrBbv19在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中（無論是勻速還是加速還是減速運(yùn)動），克服安培力所做的功等于轉(zhuǎn)化過來的電能，如是純電阻電路，則等于電路的總焦耳熱。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中（無論是勻速還是加速還是減速運(yùn)10例題2：在傾角θ=30°的斜面上，沿下滑方向鋪兩條平行的光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌的間距為l=0.1m,兩者的底端a和b用R=0.04Ω的電阻相連，如圖所示。在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌放有一根金屬桿cd，其質(zhì)量m=0.005kg,今用垂直于斜面加勻強(qiáng)磁場B，當(dāng)金屬桿以v=10m/s的速率勻速下滑時，R中的感應(yīng)電流方向為a到b，設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿cd的電阻都忽略不計，g取10m/s2,求：（1）勻強(qiáng)磁場B的大小和方向（2）電流的功率P電例題2：在傾角θ=30°的斜面上，沿下滑方向鋪兩條平11θ×vF安GFN解：（1）由右手定則可知，磁場的方向垂直于斜面向上。勻速時，受力平衡得,F安=mgsinθ又∵F安=BIL，I=E/R，E=BLV得力學(xué)方法方法二：設(shè)勻速下滑一段過程中（位移為x），由能量守恒得能量守恒求：（1）勻強(qiáng)磁場B的大小和方向（2）電流的功率P電x×θ×vF安GFN解：（1）由右手定則可知，磁場的方向垂直于斜12用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點解決電磁感應(yīng)的問題，只需要從過程考慮，不涉及電流產(chǎn)生的具體細(xì)節(jié)，可以使計算方便，解題簡便。例題小結(jié)：（2）P電=得P電=0.25W方法二：在勻速下滑中，由能量守恒得P電=P重=mgvsinθ=0.005×10×0.5W=0.25W求：（1）勻強(qiáng)磁場B的大小和方向（2）電流的功率P電R=0.04ΩL=0.1mv=10m/s用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點解決電磁感應(yīng)的問題，只13總結(jié)1、學(xué)習(xí)了在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的功能關(guān)系，即克服安培力做的功等于轉(zhuǎn)化來的電能：2、學(xué)習(xí)了在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化和守恒，并且體驗到在解題中優(yōu)越性！作業(yè)同步練習(xí)P12頁1-4總結(jié)1、學(xué)習(xí)了在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的功能關(guān)系，即克服安培力做的功14感謝各位專家指導(dǎo)！感謝各位專家指導(dǎo)！15選修3-2第一章第五節(jié)電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒興化市戴南高級中學(xué)高二物理備課組

2013年興化市骨干教師送教下鄉(xiāng)活動同課異構(gòu)范忠明

2013.12.10選修3-2第一章第五節(jié)電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒16

能量既不會憑空

,也不會憑空

，它只能從一種形式

為另一種形式，或者從一個物體

到另一個物體，在

或

的過程中，能量的總量保持

。1.能量守恒定律：產(chǎn)生消失轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移2.功能關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的。

量度數(shù)量關(guān)系：做了

功就有

能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。多少多少不變因果關(guān)系：做功使得能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。能量既不會憑空,也不會憑17三峽水電站三峽水電站的工作原理？能量的轉(zhuǎn)化情況？答：機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了電能。

電磁感應(yīng)現(xiàn)象。三峽水電站三峽水電站的工作原理？能量的轉(zhuǎn)化情況？答：機(jī)械能轉(zhuǎn)18既然功是能量轉(zhuǎn)化的量度，那么在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，用什么力做功量度什么能的轉(zhuǎn)化呢？猜猜看！既然功是能量轉(zhuǎn)化的量度，那么在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中19處在勻強(qiáng)磁場中的兩條光滑水平平行導(dǎo)軌，間距為L，上面有一根與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好的可自由滑動的直導(dǎo)體棒ab，電阻為r,在水平向右的外力的作用下沿桿方向以速度v做勻速直線運(yùn)動，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，導(dǎo)軌左端接有一阻值為R的電阻。探究題a××××××××××××××××××××FRrBb例題1：處在勻強(qiáng)磁場中的兩條光滑水平平行導(dǎo)軌，間距為L，上面20a××××××××××××××××××××FRrBbv1、桿ab中的感應(yīng)電流方向：b指向a2、桿ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=,感應(yīng)電流I==BLV3、桿ab受到的安培力F安=,方向：水平向左4、桿ab受到的水平外力：F外=，方向：勻速向右水平向右5、桿ab向右勻速運(yùn)動位移為x的過程中，安培力做什么功？（1）克服安培力做功W克安=（2）整個回路產(chǎn)生的焦耳熱Q=相等F安已知：B、L、R、r、v（負(fù)）a××××××××××××××××××××FRrBbv1、桿21既然功是能量轉(zhuǎn)化的量度，那么在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，用什么力做功量度什么能的轉(zhuǎn)化呢？現(xiàn)在能確定了吧！既然功是能量轉(zhuǎn)化的量度，那么在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中22在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，克服安培力所做的功等于轉(zhuǎn)化過來的電能，如是純電阻電路，則等于電路的總焦耳熱。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，克服安培力所做的功等于轉(zhuǎn)化過23a××××××××××××××××××××FRrBbv1如果桿ab在外力F作用下做加速運(yùn)動了一段位移x，還有嗎？【思考】解：設(shè)加速運(yùn)動中，某一任意瞬間速度為v1時由又∵既然任意時刻下的克服安培力的功率都等于電功率，那么加速一段過程下來，克服安培力做的功就等于電能的增加量。F安電a××××××××××××××××××××FRrBbv124在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中（無論是勻速還是加速還是減速運(yùn)動），克服安培力所做的功等于轉(zhuǎn)化過來的電能，如是純電阻電路，則等于電路的總焦耳熱。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中（無論是勻速還是加速還是減速運(yùn)25例題2：在傾角θ=30°的斜面上，沿下滑方向鋪兩條平行的光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌的間距為l=0.1m,兩者的底端a和b用R=0.04Ω的電阻相連，如圖所示。在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌放有一根金屬桿cd，其質(zhì)量m=0.005kg,今用垂直于斜面加勻強(qiáng)磁場B，當(dāng)金屬桿以v=10m/s的速率勻速下滑時，R中的感應(yīng)電流方向為a到b，設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿cd的電阻都忽略不計，g取10m/s2,求：（1）勻強(qiáng)磁場B的大小和方向（2）電流的功率P電例題2：在傾角θ=30°的斜面上，沿下滑方向鋪兩條平26θ×vF安GFN解：（1）由右手定則可知，磁場的方向垂直于斜面向上。勻速時，受力平衡得,F安=mgsinθ又∵F安=BIL，I=E/R，E=BLV得力學(xué)方法方法二：設(shè)勻速下滑一段過程中（位移為x），由能量守恒得能量守恒求：（1）勻強(qiáng)磁場B的大小和方向（2）電流的功率P電x×θ×vF安GFN解：（1）由右手定則可知，磁場的方向垂直于斜27用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點解決電磁感應(yīng)的問題，只需要從過程考慮，不涉及電流產(chǎn)生的具體細(xì)節(jié)，可以使計算方便，解題簡便。例題小結(jié)：（2）P電=得P電=0.25W方法二：在勻速下滑中，由能量守恒得P電=P重=mgvsinθ=0.005×10×0.5W=