1、法拉第电磁感应定律的应用（三）-能量问题知识与能力：使学生进一步熟练对法拉第电磁感应定律和楞次定律的理解与应用。使学生能处理电磁感应规律能量综合应用的问题，并学会处理相应问题的方法与技巧。教学过程：1电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力作用，因此要维持感应电流存在，必须有 “外力”克服安培力做功此过程中，其他形式的能转化为电能，“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能可以简化为下列形式：同理，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程，安培力做多少功就有多少电能转
2、化为其他形式的能2电能求解的思路主要有三种(1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；(2)利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能；(3)利用电路特征求解：通过电路中所产生的电能来计算3. 导体在电磁场中的受力，基本上受到重力，安培力，拉力有时候又会有摩擦力，所以相应的能量有重力势能，电能，动能，内能等等。而其中电能是由克服安培力做功转化过来的，而内能有一部分是摩擦生热，（另外有一部分则是电热，即电流通过纯电阻所产生的热能）。FL1L2Bv例1如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速
3、度v匀速拉出磁场的过程中 （1）克服安培力做的功W； （2）线圈中产生的电热Q ；例2如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒ab(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中（ ）A.恒力F做的功等于电路产生的电能 B.恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C.克服安培力做的功等于电路中产生的电能D.恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和例3.如图所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定，轨距
4、为d.空间存在匀强磁场.磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B，P、M间接阻值为R的电阻.质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效电阻为r.现从静止释放ab，当它沿轨道下滑距离x时，达到最大速度.若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g.求：(1) 金属杆ab运动的最大速度；(2) 金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功.（3）在第（2）问的基础上，求电阻R上的焦耳热。例4.如下图所示,质量为m,边长为L的正方形线框,在有界匀强磁场上方h高处由静止自由下落,线框的总电阻为R,磁感应强度为B的匀强磁场宽度为2L.线框下落过程中,ab边始终与磁场边界平行且处于水平方向.已
5、知ab边刚穿出磁场时线框恰好做匀速运动.求:（1）cd边刚进入磁场时线框的速度.（2）线框穿过磁场的过程中,产生的焦耳热. 课后作业：1、如图所示，将匀强磁场中的线圈(正方形，边长为L)以不同的速度v1和v2匀速拉出磁场，线圈电阻为R，那么两次拉出过程中，外力做功之比W1W2_.外力做功功率之比P1P2_.2、如图所示，金属杆ab以恒定的速度v在间距为L的光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为R(恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是( )Aab杆中的电流与速率v成正比 B磁场作用于ab杆的安培力与速度v成正比C电阻R上产生的电功率与速度v的平方成正比 D外力对
6、ab杆做功的功率与速率v的平方成正比3、光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为yx2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中的虚线所示)，一个质量为m的小金属块从抛物线yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是() Amgb B.mv2 Cmg(ba) Dmg(ba)mv24、如图4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从静止下滑经一段时
7、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g B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5、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上放出的热量6、如图4-5-24所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度
8、为B.正方形金属框abcd可绕光滑轴OO转动，边长为L，总电阻为R，ab边质量为m，其他三边质量不计，现将abcd拉至水平位置，并由静止释放，经时间t到达竖直位置，产生热量为Q，若重力加速度为g，则ab边在最低位置所受安培力大小等于()A. BBL C. D.7、如图4-5-27所示，正方形闭合线圈边长为0.2 m，质量为0.1 kg，电阻为0.1 ，在倾角为30的斜面上的砝码质量为0.4 kg，匀强磁场磁感应强度为0.5 T，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动(g取10 m/s2) (1)求线圈匀速上升的速度；(2)在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少
9、功？(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？8、如图所示,将两条倾角=30,宽度L=1 m的足够长的“U”形平行的光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1 T,范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下.用平行于导轨的牵引力拉一质量m=0.2 kg,电阻R=1放在导轨上的金属棒ab,使之由静止沿轨道向上运动,牵引力的功率恒为P=6 W,当金属棒移动l=2.8 m时,获得稳定速度,此过程中金属棒产生热量Q=5.8 J,不计导轨电阻及一切摩擦,取g=10 m/s2.求:（1）金属棒达到的稳定速度是多大?（2）金属棒从静止至达到稳定速度时所需的时间多长?9、如图所示，两根足够长的平行导轨处在与水平方向成37角的斜面上，导轨电阻不计，间距L0.3 m，导轨两端各接一个阻值R02 的电阻；在斜面上加有磁感应强度B1 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场一质量为m1 kg、电阻r2 的金属棒横跨在平行导轨间，棒与导轨间的动摩擦因数0.5.金属棒以平行于导轨向上、v010 m/s的初速度上滑，直至上升到最高点的过程中，通过上端电阻的电荷量q0.1 C，求（1）上滑过程中上升的最大距离；（2）上滑过程中上端电阻R0产生的焦耳热Q.(g取10 m/s2)