电磁感应中的“焦耳热” 有关“电磁感应”的题目,是物理的综合题,是高考的重点、热点和难点,往往为物理卷的压轴题。“电磁感应”题中的“焦耳热”问题,又是高考题中常出现的问题。 所谓“焦耳热”,就是电流产生的热量,“电磁感应”中的“焦耳热”,是感应电流产生的热量。“焦耳热”的求法通常有 3 种: 一是直接法,根据公式RtIQ2求解;二是间接法,应用动能定理2202121mvmvQ或能量守恒定律2222112121mvmghQmvmgh求解。三是用功与功率的关系PtQ 求解。 请看下面的例题。 例 1 .2 0 0 6 年高考上海卷第 2 2 题 22.(14 分)如图所示,将边长为 a、质量为 m、电阻为 R 的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为 b、磁感应强度为 B 的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进人磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动.求: (1)线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度 V2; (2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度 V1; (3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热 Q. 【解析】( 1) 下落阶段匀速进入,则有 mg=f+B2a2v2R , 解得v2=(mg-f)RB2a2 (2)由动能定理知,离开磁场的上升阶段:(mg+f)h=12 mv12 ,下落阶段:(mg-f)h=12 mv22 由以 上两 式及 第(1)问结 果 得:v1= RB2a2 (mg)2-f2 (3)分析线框在穿越 磁场的过程,设 刚进入磁场时速度为 v0,由功能关系有: 12 mv02 -12 mv12 = (mg+f)(a+b)+Q 由题设 知v0=2v1 解得:Q=(mg+f)[3mR22B4a4 (mg-f)-a-b] 【点评 】,线框在(向上)穿越 磁场的过程,重力和阻力都 做 负 功,并且克 服 安 培 力做 负 功转化 为焦耳热,由功能关系有: 12 mv02 -12 mv12 = (mg+f)(a+b)+Q 解得:解得:Q=(mg+f)[3mR22B4a4 (mg-f)-a-b] 例2.2 0 0 7 年高考上海物理卷第2 3 题 23.(13 分)如图(a)所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L、导轨左端接有阻值为R 的电阻,质量为m 的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度 v 1 匀速向右移动时,导体棒随之开始运...