1、電磁感應中的電量計算問題的教學設(shè)計和教學改進對象：高三選考學生課時數(shù)：1 課時【教材分析】電磁感應現(xiàn)象部分的知識歷來是 - 高考的重點、熱點，能有機地將力學、電磁學知識融于一體，很好地考查學生的理解、推理、分析綜合能力。兩次選考加試計算題都涉及電磁感應中求電量，但得分率非常低。 本次專題主要掌握電磁感應中電量問題的兩種求法， 體會物理學中物理量對時間的積累效應，提高學生綜合分析和解決問題的能力。【學情分析】在電磁感應現(xiàn)象中， 學生已經(jīng)比較熟練地掌握了電磁感應的基本知識， 但當學生遇到被研究對象在安培力作用下做一般的變速運動，特別是當安培力變化，且涉及位移、速度、電荷量等問題時，學生總感到無從下

2、手。 其次在電磁感應問題中應用動量定理不易想到也不熟練， 而且這些題中所給的條件往往與電量的聯(lián)系不明顯 , 一時很難找到解題的突破口，常常令學生望而卻步 , 繼而對此類問題可能會產(chǎn)生排斥心理。【學習目標】通過解讀課程標準和省學科教學指導意見， 分析教材和學生情況， 并考慮近兩次涉及該內(nèi)容的學考、高考試題，確定以下的學習目標：1. 通過類比速度圖像，學生體會電量是電流對時間的積累效果；2. 通過師生對話，類比平均速度，學生知道 q=It 公式計算中的電流為平均值。3. 通過例題講解學生會利用法拉第電磁感應定律計算電量；4. 通過例題講解學生掌握利用動量定理計算電量， 綜合應用電磁感應等電學知識解

3、決力電綜合題。本節(jié)課的重點掌握處理電磁感應中電量問題的兩種基本方法， 難點在于電量公式中的電流是指平均值，以及怎樣想到用動量定理求解電量， 提高在電磁感應綜合應用的問題中靈活運用規(guī)律，提高分析解決問題的能力。因此，課堂重難點突破在于通過師生互動、自主探究、內(nèi)化提煉來掌握相關(guān)知識，發(fā)展能力。【教學過程】一、探究電磁感應中的電量的基本方法問題驅(qū)動問題 1. 電量公式是什么？反映了怎樣的物理意義？主體活動立體互動例 1如圖所示 N 匝圓線圈，半徑為 r， 求解：處于垂直線圈平面的有界勻強磁場， 磁感應強度為 B，線圈電阻為 R，當將線圈勻速拉出有界磁場的過程中試求通過線圈上的電量。問題 2. 當電流

4、是一個變量時，電量公式中的I 指什么值？練習 .如圖所示，在勻強磁場中固定放置一根串接一電阻 R 的直角形金屬導軌 aob(在紙面內(nèi) )，磁場方向垂直于紙面朝里， 另有兩根金屬導軌 c、 d 分別平行于 oa、 ob 放置。保持導軌之間接觸良好， 金屬導軌的電阻不計。現(xiàn)經(jīng)歷以下四個過程：以速度v 移動 d,使它與 ob 的距離增大一倍 ;再以速率v 移動 c,使它與 oa 的距離減小一半；然后，再以速率2v 移動 c,使它回到原處；最后以速率2v 移動 d,使它也回到原處。設(shè)上述四個過程中通過電阻R的電量的大小依次為q1 、 q2、 q3 和q4,則 （）A q1=q 2=q3=q4B q1=

5、q 2=2q 3=2q 4C 2q1=2q2=q3=q4D q1 q2=q3 q4v問題驅(qū)動例 2. 如圖所示，長為 L=1m ，電阻 r=1 、質(zhì)量 m=0.1kg 的金屬棒 ab 垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導軌上。兩條軌間距也是L ，棒與導軌間接觸良好，導軌電阻不計，導軌左端接有 R=1 的電阻。垂直導軌平面有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度為 B=1T 。現(xiàn)在金屬棒上一個初速度 vo 2m/ s，試求（ 1）金屬棒停止運動前通過的電量（ 2） ab 棒運動的位移拓展 1：金屬棒開始靜止不動，現(xiàn)在金屬棒上作用一水平向右的恒力 F=2N ，試求 (1)金屬棒的最大速度 vm 。

6、(2) 金屬棒從靜止到達到最大速度的過程中經(jīng)歷 t=2s 的時間，求這個過程中金屬棒流過的電量。拓展 2. 如圖所示，長為 L=1m，電阻 r=1 、質(zhì)量 m=0.1kg 的金屬棒 ab垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導軌上。 垂直導軌平面有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度為B=1T。若圖中電阻變?yōu)橐慌cab 棒相同的金屬棒cd ，開始處于靜止，現(xiàn)給 ab 棒一水平向右的初速度v0 =2m/s ，試求（1）ab 棒上通過的電量；（ 2） ab 棒相對于cd 棒的位移。主體活動立體互動例2求解：BaRv0bB拓展 1 求解：aRFbB拓展 2 求解：cavodb二課后目標達成評價練習1. 如

7、圖所示，長為 L ，電阻 r=0.3 、質(zhì)量 m=0.1kg 的金屬棒 CD 垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導軌上。兩條軌間距也是L ，棒與導軌間接觸良好，導軌電阻不計，導軌左端接有程為 0 3.0A 的電流表串接在一條導軌上，量程為01.0V 的電壓表接在電阻R勻強磁場向下穿過平面。現(xiàn)以向右恒定外力F 使金屬棒右移，當金屬棒以v=2m/s滑動時，觀察到電路中的一個電表正好滿偏，而另一個電表未滿偏,問：R=0.5 的電阻，量的兩端，垂直導軌平面的的速度在導軌平面上勻速（ 1）此滿偏的電表是什么表？說明理由。（ 2）拉動金屬棒的外力 F 多大？（ 3）此時撤去外力 F，金屬棒將逐漸慢下

8、來，最終停止在導軌上，求從撤去外力到金屬棒停止運動的過程中通過電阻R 的電量。2. 足 夠 長 的 平 行金 屬 導 軌 ab、cd 放 置在 水 平 面 上 ，處 在磁 感 應 強 度 B=1.00T 的 豎 直方 向 的 勻 強磁 場 中 ， 導 軌間 連 接 阻 值 為 R=0.30 的 電阻 ， 質(zhì) 量 m=0.5kg 的金 屬 棒 ef 與 bc 緊 貼 在 導 軌上 ，處 于 兩 導 軌 間的 長 度 L=0.40m 、電 阻 r=0.10 ， 如 圖 所 示 在 水 平 恒 力 F 作 用 下 金 屬棒 ef 由 靜止 開 始 向 右 運動 ， 其 運 動 距 離與 時 間 的

9、關(guān) 系如 下 表 所 示 導 軌 與 金 屬 棒 ef 間 的 動 摩 擦 因 數(shù)為0.3 ， 導 軌 電 阻 不計 ， g=10m/s2 求 ：（ 1）在 4.0s 時間內(nèi)，通過金屬棒截面的電荷量q；（ 2）水平恒力 F；（ 3）求在 7.0s 時間內(nèi)，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。時間 t（s）0.01.02.03.04.05.06.07.0運動距離 x（ m）0.00.62.04.36.89.311.814.33. 如圖 1所示，兩足夠長導體軌道 MN、MN相互平行地放在水平面上， 00右側(cè)軌道光滑， 軌道間寬度 l=1m。其中 P00P區(qū)域內(nèi)有方向豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為 B1；

10、ONN0區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B2。已知 B1=B2且兩區(qū)域磁場互不影響。NN間連有一阻值R=2 的電阻，導體棒a的質(zhì)量 m=1kg，電阻 r=2 ，其余部分電阻不計，導體棒與00左側(cè)軌道的滑動摩擦力保持不變。t=0 時，導體棒 a在 F=6N的水平拉力作用下，從軌道左端由靜止開始運動，測得導體棒在00左側(cè)運動的v-t 圖像如圖 2所示，當導體棒到達 00時撤去拉力 F。試求：（ 1）勻強磁場 B1的大小；（ 2）導體棒進入 00右側(cè)磁場后，電阻 R上產(chǎn)生的熱量 Q及通過電阻 R的電荷量 q。圖1圖24. 【 2015 浙江 10 月選考】 如圖 1 所示 ,質(zhì)量 m=3

11、.0 ×10-3 kg 的 “ ”形金屬細框豎直放置在兩水銀槽中 , “ ” 形框的水平細桿 CD 長 l=0.20 m, 處于磁感應強度大小 B 1=1.0 T 、方向水平向右的勻強磁場中。 有一匝數(shù) n=300匝、面積 S=0.01 m 2 的線圈通過開關(guān)K 與兩水銀槽相連。線圈處于與線圈平面垂直的、沿豎直方向的勻強磁場中 ,其磁感應強度B 2 的大小隨時間t 變化的關(guān)系如圖m2 所示。（ 1）求 00.10s 線圈中的感應電動勢大小；（2）t=0.22s 時閉合開關(guān)K ，若細桿 CD 所受安培力方向豎直向上，判斷 CD 中的電流方向及磁感應強度B2的方向；（ 3） t=0.22

12、s 時閉合開關(guān)K，若安培力遠大于重力，細框跳起的最大高度h=0.20m ，求通過細桿CD 的電荷量。5. 兩根水平平行固定的光滑金屬導軌寬為L ，足夠長， 在其上放置兩根長也為L 且與導軌垂直的金屬棒ab和 cd，它們的質(zhì)量分別為 2m、 m，電阻阻值均為 R（金屬導軌及導線的電阻均可忽略不計 ,整個裝置處在磁感應強度大小為 B 、方向豎直向下的勻強磁場中 .（ 1）現(xiàn)把金屬棒ab 鎖定在導軌的左端，如圖甲，對 cd 施加與導軌平行的水平向右的恒力F，使金屬棒向右沿導軌運動，當金屬棒cd 的運動狀態(tài)穩(wěn)定時，金屬棒cd 的運動速度是多大？（ 2）若對金屬棒ab 解除鎖定，如圖乙，使金屬棒cd 獲

13、得瞬時水平向右的初速度v0，當它們的運動狀態(tài)達到穩(wěn)定的過程中，流過金屬棒ab 的電量是多少？cd6. 【 2016年 4月選考加試題】某同學設(shè)計了一個電磁推動加噴氣推動的火箭發(fā)射裝置，如圖所示。豎直固定在絕緣底座上的兩根長直光滑導軌，間距為L 。導軌間加有垂直導軌平面向單的勻強磁場B。絕緣火箭支撐在導軌間，總質(zhì)量為m，其中燃料質(zhì)量為m，燃料室中的金屬棒EF電阻為 R，并通過電刷與電阻可忽略的導軌良好接觸。引燃火箭下方的推進劑，迅速推動剛性金屬棒CD( 電阻可忽略且和導軌接觸良好)向上運動，當回路 CEFDC 面積減少量達到最大值 S，用時 t，此過程激勵出強電流，產(chǎn)生電磁推力加速火箭。在 t時

14、間內(nèi)，電阻 R產(chǎn)生的焦耳熱使燃料燃燒形成高溫高壓氣體當燃燒室下方的可控噴氣孔打開后。噴出燃氣進一步加速火箭。(1)求回路在 t時間內(nèi)感應電動勢的平均值及通過金屬棒EF的電荷量，并判斷金屬棒EF中的感應電流方向；(2)經(jīng) t時間火箭恰好脫離導軌求火箭脫離時的速度v0； (不計空氣阻力)(3)火箭脫離導軌時，噴氣孔打開，在極短的時間內(nèi)噴射出質(zhì)量為m的燃氣，噴出的燃氣相對噴氣前火箭的速度為 u，求噴氣后火箭增加的速度v。 (提示：可選噴氣前的火箭為參考系)7. （挑戰(zhàn)題） 如圖所示，兩根等高的四分之一光滑圓弧軌道，半徑為r、間距為L ，圖中 oa 水平， co 豎直，在軌道頂端連有一阻值為R 的電阻，整個裝置處在一豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B。現(xiàn)有一根長度稍大于L 、質(zhì)量為 m、電阻不計的金屬棒從軌道的頂端ab 處由靜止開始下滑，到達軌道底端cd 時受到軌道的支持力為2mg。整個過程中金屬棒與導軌接觸良好，軌道電阻不計，求：(1) 金屬棒到達軌道底端 cd 時的速度大小：(2) 金屬棒從 ab 下滑到 cd 過程中通過 R 的電荷量和回路中產(chǎn)生的焦耳熱。(3) 若金屬棒在拉力作用下，從cd 開始以速度v0 向右沿軌道做勻速圓周運動，則在到達ab 的過程中拉力做的功為多少。教學改進：1、教學設(shè)計好，