理清能量转化过程求解电磁感应问题电磁感应的本质是不同形式的能量的转化过程。理清能量转化过程，用“能量”的观点研究电磁感应现象，往往比较简便。下面分三个方面举例说明。1. 恒定的安培力做功问题例 1 如图 1 所示，电阻为 R 的矩形导线框 abcd，边长 ab=L，ad=h，质量为 m，从某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为 h。当线框恰好以恒定速度通过磁场时，线框中产生的焦耳热是多少？（不考虑空气阻力）解法一 以线框为研究对象。线框穿过磁场（设速度为 v）的时间 t=2h/v线框穿过磁场时线框中产生的感应电流I=BLv/R由平衡条件可知，线框在穿过磁场时所受的安培力F=BIL=mg由焦耳定律，线框中产生的热量Q=I2Rt由以上四式解得 Q=2mgh解法二 根据能量转化与守恒定律，线框以恒定速率通过磁场的过程，重力与线框所受安培力相平衡。因此实质是重力势能转化为内能的过程。所以此过程中线框产生的焦耳热为2mgh。用心 爱心 专心2. 变化的安培力做功问题例 2 如图 2 所示，abcd 为静止于水平面上宽度为 L 而长度很长的 U 形金属滑轨，bc 边接有电阻 R，其它部分电阻不计。ef 为一可在滑轨平面上滑动、质量为 m 的均匀金属棒。今金属棒以一水平细绳跨过定滑轮，连接一质量为 M 的重物。一匀强磁场 B 垂直滑轨面。重物从静止开始下落，不考虑滑轮的质量，且金属棒在运动中均保持与 bc 边平行。忽略所有摩擦力。则：（1）当金属棒作匀速运动时，其速率是多少？（忽略 bc 边对金属棒的作用力）。（2）若重物从静止开始至匀速运动时下落的总高度为 h，求这一过程中电阻 R 上产生的热量。图 2解析 视重物 M 与金属棒 m 为一系统，使系统运动状态改变的力只有重物的重力与金属棒受到的安培力。由于系统在开始一段时间里处于加速运动状态，由此产生的安培力是变化的，安培力做功属于变力做功。系统的运动情况分析可用简图表示如下：棒的速度 v↑BLv 棒中产生的感应电动势 E↑E R/ 通过棒的感应电流 I↑BIL 棒所受安培力FMg F安安 棒所受合力 FFM m合合 /()棒的加速度 a↓当 a=0 时，有mgF安0解得vmgRB L/22题设情况涉及到的能量转化过程可用简图表示如下：用心 爱心 专心由能量守恒定律有 MghMm vQ()/22解得QMg hMm MgRB L[()/]2442从求焦耳热的过程可知，此题虽属变...
