电磁感应中的“焦耳热”问题VIP专享

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...