第 4 课 电磁感应与力学的综合一、电磁感应现象中的动力学问题1．安培力的大小⇒F＝________2．安培力的方向(1)先用________判定感应电流的方向，再用________判定安培力的方向．(2)根据楞次定律，安培力的方向一定和导体切割磁感线运动的方向________．答案：1．BIl Blv 2．(1)右手定则 左手定则 (2)相反二、电磁感应现象中的能量问题1．电磁感应现象的实质是________的能和________之间的转化．2．感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将其他形式的能转化为________，电流做功再将________转化为其他形式的能．3．电流做功产生的热量与________做功相等．答案：1．其他形式 电能2．电能 电能 3．安培力随堂训练匀强磁场的磁感应强度为 B，方向竖直向上，在磁场中有一个总电阻为 R，每边长为 L 的正方形金属框 abcd，其中 ab、cd 边的质量为 m，其他两边质量不计，cd 边装有固定的水平轴，现将金属框从水平位置无初速度释放，如右图所示．若不计一切摩擦，金属框经时间 t 刚好到达竖直面位置 a′b′cd.若在时间 t 内金属框产生的焦耳热为 Q，求：ab 边在最低位置时受到的磁场力为多大？有三位学生对此题分别解答如下．请分析这三位同学的解答是否正确，并指出错误的原因或出错的知识点．如果都不正确，请给出正确解答．甲同学解法：mgL＝mv2，所以 v＝在最低位置 ab 边垂直切割磁场，产生电动势 E＝BLv，所以 F 安＝BIL＝BL＝＝.乙同学解法：因焦耳热为 Q＝I2Rt，所以 I＝，所以 F 安＝BIL＝BL.丙同学解法：根据法拉第电磁感应定律有 E＝.所以 q＝·t＝.所以 I＝＝.那么 F 安＝BIL＝.11.掌握法拉第电磁感应定律与力学的综合问题．2.考查以选择题及综合题为主．错解：甲同学解法错误的原因是没有考虑到金属框下摆过程中磁场力(安培力)做功．乙同学解法错误的 原因是把金属框下摆过程 中的感应电流的有效值与框在最低位置的电流瞬时值混为一谈．丙同学解法错误的原因是把交流电的平均值与瞬时值混为一谈．正确解答：设金属框摆到最低位置时，ab 边的速度为 v，根据能量守恒与转化关系有：mgL－Q＝mv2－0在最低位置感应电动势：E＝BLv.感应电流 I＝＝，ab 边受的安培力 F＝BIL.所以 F＝.答案：2
