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构建基于主体体验的朴实课堂求真尚善臻美为青年学生的幸福人生奠基课题：电磁感应中的动力学及能量问题执教者江苏省兴化中学姜晓军2015年12月25日【教学目标】1.掌握电磁感应中动力学问题的分析方法2.理解电磁感应过程中能量的转化情况3.运用能量的观点分析和解决电磁感应问题【教学重点】1.分析计算电磁感应中有安培力参与的导体的运动及平衡问题2.分析计算电磁感应中能量的转化与转移【教学难点】1.运用牛顿运动定律和运动学规律解答电磁感应问题2.运用能量的观点分析和解决电磁感应问题【教学过程】一、自主预习（一）感应电流在磁场中所受的安培力1.安培力的大小:F=BIL==。2.安培力的方向判断(1)右手定则和左手定则相结合：先用确定感应电流方向,再用判断感应电流所受安培力的方向。(2)用楞次定律判断：感应电流所受安培力的方向一定和导体垂直切割磁感线运动的方向。（二）电磁感应的能量转化1.电磁感应现象的实质是和之间的转化。2.感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力，将的能转化为，电流做功再将电能转化为。3.电流做功产生的热量用焦耳定律计算,公式为。二、合作探究情景创设：光滑水平放置的金属导轨间距为L，连接一电阻R，质量为m，电阻为r的金属棒ab与导轨接触良好，其余部分电阻不计。平面内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。思考：有哪些办法能让导体棒ab沿着导轨向右移动？探究一水平轨道问题1：施加恒定外力F后，ab棒的速度v，加速度a如何变化？问题2：当ab棒速度为v时，求电路消耗的电功率P电，安培力的功率P安分别是多少？问题3：施加恒定外力F后，能量如何变化？能不能从能量的视角求ab棒的最大速度？探究二倾斜轨道两根足够长的直金属导轨平行放置在倾角为α的绝缘斜面上，导轨间距为L，导轨间连接一电阻R，质量为m，电阻为r的金属棒ab与导轨垂直并接触良好，其余部分电阻不计，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。不计它们之间的摩擦，重力加速度为g。问题1：让ab棒静止下滑，ab棒速度v，加速度a如何变化？能量如何转化？构建基于主体体验的朴实课堂求真尚善臻美为青年学生的幸福人生奠基问题2：从动力学和能量两个角度，求下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。拓展1：若ab棒与导轨间有摩擦，且动摩擦因数为μ，则ab棒稳定时的速度多大？拓展2：若无摩擦，棒由静止运动到稳定速度时，电路产生的热量为Q，则刚达稳定速度时杆的位移有多大？拓展3：若无摩擦，现以功率恒为P，方向沿斜面向上的拉力使棒由静止向上运动位移为x时达到稳定速度，电路产生的热量为Q，则（1）稳定时的速度为多大？（2）棒从静止至达到稳定速度所需要的时间为多少?三、总结归纳四、达标检测1.如图所示，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从静止下滑一段时间后闭合开关S，则S闭合后()A.导体棒ef的加速度可能大于gB.导体棒ef的加速度一定小于gC.导体棒ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同D.导体棒ef的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒2两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图4所示.除电阻R外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放.则()A.金属棒的动能、重力势能与弹簧的弹性势能的总和保持不变B.金属棒最后将静止，静止时弹簧伸长量为mgkC.金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F＝B2L2vRD.金属棒最后将静止，电阻R上产生的总热量为mg·mgk3(2014·江苏卷,13)如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。