电磁感应现象中的杆+导轨模型专题教案 联系客服

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Mv0=3mv0/4 + mv′ v′=v0/4 。 回路感应电动势:

E?Blv?Bl(ER?r?34v0?v)??Blv04R'12Blv0 ,

回路电流: I?E2R22 ,

cd受安培力: F?BIl?Bl4RBl22v0 ,

由牛顿定律得加速度:a?三、预测

Fm?4Rmv0 。

如火如荼的新课程改革体现了培养高素质人才的基本框架——从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个方面设计课程目标、课程的内容、结构和实施机制.高考的命题趋势也必将体现新课改的精神.根据考纲要求掌握的知识,“杆+导轨”模型试题往往以选择题和计算题的题型出现,且多以计算题的面目出现,高考命题也不出乎以上所介绍的四个模型转换的角度,将多个命题变化点进行不同的组合,从而能命出角度多样的新题.

而多个命题变化点的组合,凸现了对学生能力的考查.除考查学生的理解、分析、推理、综合、计算等能力外,试题常常还可以借助函数图象,考查学生的读图、画图能力,以计算题的题型加强对学生进行了这方面的考查.

[例8](2004·上海·22)如图8所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下,用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v和F的关系如右下图.(取重力加速度g=10 m/s)

(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?

(2)若m=0.5 kg,L=0.5 m,R=0.5Ω,磁感应强度B为多大? (3)由v-F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少? 解析:(1)感应电动势E?BLv 感应电流I?ER2

F υ(m/s) 16 8 F(N) 0 4

8

图8

12

BLvR22感应电流产生的安培力F安?BIL?

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即安培力随金属杆的速度的增大而增大,由于拉力恒定,所以金属杆在匀速运动之前做加速度减小的加速运动.

(2) 由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用,匀速时合力为零,有

F?f?F安

则F?F安?f?即v?RBL22BLvR22?f

(F?f)

由图象可以得到直线的斜率k?2, 磁感应强度B?RkL2?1 (T).

(3)由直线的截距可求得金属杆受到的阻力f, f?2N

fmg若金属杆受到的阻力仅为滑动摩擦力,由截距可求得动摩擦因数 ???0.4

试题可以“杆+导轨”模型为载体,将力学、静电场(如电路中接入电容器)、电路、磁场及能量等知识进行整合,在考查学生的能力外,同时也考查了相关知识的掌握情况.

四、应试策略

学生在平时的学习中要重基础知识的理解和能力的培养。

(1)全面掌握相关知识.由于“杆+导轨”模型题目涉及的知识点很多,如力学问题、电路问题、磁场问题及能量问题等,学生要顺利解题需全面理解相关知识,常用的基本规律有法拉第电磁感应定律、楞次定律、左、右手定则、欧姆定律及力学中的运动学规律、动力学规律、动量定理、动能定理、动量守恒定律、能量转化和守恒定律等。

(2)抓住解题的切入点:受力分析,运动分析,过程分析,能量分析。

(3)自主开展研究性学习.学生平时应用研究性的思路考虑问题,可做一些不同类型、不同变化点组合的题目,注意不断地总结,并可主动变换题设条件进行研究学习,在高考时碰到自己研究过的不同变化点组合的题目就不会感到陌生了。

“杆+导轨”模型问题的物理情境变化空间大,题目综合性强,所以该模型问题是高考的热点,同时也是难点,从这个意义上讲重视和加强此类问题的探究是十分必要和有意义的,另外还可起到触类旁通的效果,让学生同时具备解决“杆+导轨”等其它模型问题的能力。

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