1、电磁感应中的能量问题【教学目标】1知识与技能（1）理解电磁感应现象中能量的转换遵循能量守恒定律（2）掌握运用能量守恒定律和动能定理定量计算电磁感应中的能量转化问题2过程与方法（1）通过对实验的观察和分析， 归纳总结各种电磁感应现象中能量 转化过程中遵守能量守恒定律。（2）通过对电磁感应问题的定量计算， 认识能量守恒定律是解决复 杂问题的一种简单而有效的方法3情感、态度和价值观通过运用能量守恒定律解决电磁感应现象问题，感悟守恒思想在物理问题中的普遍性和重要性【教学重点】能量守恒定律和动能定理在电磁感应问题中的运用【教学难点】能量转化过程中的分配问题以及感应电流做功转化成内能的定量计算方法【教学方
2、法】讨论与归纳总结相结合【教学过程】实验情境展示：（1）如何让接在线圈两端的发光二极管发光？ （2）如何让摆动的磁铁尽快停下来？（3）如图所示，铝质矩形线框 abcd 可绕轴转动，当蹄形磁铁顺时针（俯视）匀速转动时，你会看到什么现象？其中存在哪些能量转化的过程？a bcdS N观察、分析、讨论后总结：从以上例子中可以看到，自然界中的能量不能凭空地产生，也不能凭空地消失，总是在不停地转移和转化。一切能量变化的 过程都遵循能量守恒定律。设问：在上述的各个能量转化过程中，可以通 过什么方法求解能量 转化的多少？【例】两平行的光滑导轨水平放置， 导轨间距为 L，处在竖直向下的匀强磁场中，磁感 强度为B
3、，两导轨电 阻不计，左端通过电阻 R 相连，一 质量为 m 、电阻为 r 、长为 L 的金属棒搁在两导轨间，俯视图如下所示。 RxV0mlBaBbcdH（1）当给金属棒一个初速度 v0 时，金属棒最多可以消耗多少电能？（2）电路中的电能与金属棒克服安培力做的功之间有什么联系？讨论后归纳：求解电磁感应中能量转化问题的基本方法：（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。（2）画出等效电路求出回路中 电阻消耗电功率表达式（若 电流变化则不能求）。（3）分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械能的改 变与回路中电阻产生内能 所满足的方程。 （或用动能定理得到金属棒克服安培力做
4、的功。 ）【例 1】如图所示，一足够长的 “U”形固定金属导轨水平放置，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中。在导轨上放置一根金属棒 ab，在极短 时间内给 ab 棒一个水平向右的初速度 v0 使棒开始运动，最后棒又静止在导轨 上。在 ab 棒运动的整个过 程中，就导轨是光滑和粗糙的两种情况相比较（ ）A安培力对 ab 棒做的功相等；B电流通 过整个回路所做的功相等；C整个回路 产生的总热量相等；Dab 棒在导轨上运动的距离相等。【例 2】 如图所示，具有水平的上界面的匀 强磁场，磁感强度为 B，方向水平指向纸内，一个质量为 m，总电阻为 R 的闭合矩形线框 abcd 在竖直平面内，其 ab 边长为 L，bc 边长为 h，磁场宽度大于 h，线框从 ab 边距磁 场上界面 H 高处自由落下，线框下落时，保持 ab 边水平且线框平面竖直已知 ab 边进入磁 场以后， cd 边到达上边界之前的某一 时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值，此时 cd 边距上边界为 h1，求：（1）线框 ab 边进入磁场时的速度大小；（2）从线框 ab 边进入磁场到线框速度达到最大的过程中，线框中产生的热量； 课堂总结：B ab
