专题 62 电磁感应中的能量问题能量守恒定律是自然界中的一条基本规律,电磁感应现象当然也不例外
电磁感应现象中,从磁通量变化的角度来看,感应电流总要阻碍原磁通量的变化;从导体和磁体相对运动的角度来看,感应电流总要阻碍它们的相对运动
电磁感应现象中的“阻碍”正是能量守恒的具体体现,在这种“阻碍”的过程中,其他形式的能转化为电能
1.电磁感应中的能量转化2
电磁感应现象中的能量转化方式(1) 与感生电动势有关的电磁感应现象中,磁场能转化为电能,若电路是纯电阻电路,转化过来的电能将全部转化为电阻的内能
(2) 与动生电动势有关的电磁感应现象中,通过克服安培力做功,把机械能或其他形式的能转化为电能
克服安培力做多少功,就产生多少电能
若电路是纯电阻电路,转化过来的电能也将全部转化为电阻的内能
3.求解焦耳热 Q 的三种方法【典例 1】如图所示,竖直平行金属导轨 M、N,上端接有电阻 R,金属杆 ab 质量为 m,跨在平行导轨上,垂直导轨平面的水平匀强磁场为 B,不计 ab 及导轨的电阻,不计摩擦,且 ab 与导轨接触良好,若 ab杆在竖直向上的外力 F 作用下匀速上升,则以下说法正确的是( )A
拉力 F 所做的功等于电阻 R 上产生的热B
拉力 F 与重力做功的代数和等于电阻 R 上产生的热C
拉力 F 所做的功等于电阻 R 上产生的热及杆 ab 势能的增加量之和D
杆 ab 克服安培力做的功等于电阻 R 上产生的热【答案】BD【解析】 由能量守恒得拉力 F 所做的功将转化成电阻 R 上产生的热和导体棒增加的重力势能,故选项A 错误,选项 C 正确;由动能定理可得拉力 F 与重力做功的代数和等于克服安培力所做的功,等于电阻 R 上产生的热,选项 B、D 正确
【典例 2】 两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为 L,底端接阻值为 R 的电阻
将质量为 m 的金属棒悬挂在一