物理选择性必修 第二册法拉第电磁感应定律表格教案

这是一份物理选择性必修 第二册法拉第电磁感应定律表格教案，共3页。教案主要包含了模型分析，解决此模型问题的常用方法，典例分析，课堂总结等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
物理
年级
高二
学期
春季
课题
电磁感应中的电容器问题（放电）
教科书
书 名：普通高中教科书物理选择性必修第二册
出版社：人名教育出版社 出版日期：2020年5月
教学目标
1. 电磁感应中的电容器问题（放电）特点的分析
2. 会用动量定理解决问题。
教学内容
教学重点：
1. 基本模型分析，特点分析。
教学难点：
1. 用动量定理解决问题
教学过程
一、模型分析
1．电路特点
电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动。
2．电流的特点
导体棒在安培力作用下开始运动，同时产生阻碍放电的反电动势，导致电流减小，直至电流为零，此时UC=Blv
3．运动特点
a渐小的加速运动，最终做匀速运动。
4．最终特征
匀速运动，Q=CUC=CBlv，电容器的电荷量不为零。
二、解决此模型问题的常用方法
方法：动量定理
对导体棒：FAΔt=BIlΔt=Bql=mvm
(注意：通过导体棒的电荷量=电容器放电的电荷量)
BΔQl=mvm
电容器初始状态电荷量：Q0=CU0
电容器最终状态电荷量：Q=CU=CBlvm
电容器放电的电荷量：ΔQ=Q0-Q=CU0-CBlvm
对应杆的动量定理：BlΔQ=Bl(CU0-CBlvm)=mvm
三、典例分析
例1.如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，阻值为R的导体棒垂直于导轨放置，且与导轨接触良好。导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平面垂直。t=0时，将开关S由1掷向2，分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小，则下列图像中正确的是（ ）A
B
C
D
例2.电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电。然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。问：
（1）磁场的方向；（2）MN刚开始运动时加速度a的大小；
（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少。
四、课堂总结
解决电磁感应中电容器放电问题
1、根据初态和受力，分析物理过程
2、用动量定理解决问题
安培力对导体棒的冲量：IA=FAt=BIl⋅Δt=Blq=BlΔQ
(通过导体棒的电荷量也等于电容器放电的电荷量)