专题：电磁感应能量问题VIP免费

专题：电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量转化问题教学内容基本内容回顾与分析1.电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用。因此要维持安培力的存在，必须有外力克服安培力做功。此过程中，其他形式的能量转化为电能。2.外力克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能量转化为电能。当感应电流通过用电器，电能又转化为其他形式的能量。3.安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程，安培力做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。2.求解相关问题思路3.利用电路特征来求解通过电路中产生的电能来计算。1.利用克服安培力做功求解电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。2.利用能量守恒求解机械能的减少量等于产生的电能。3.解题一般步骤......1.分析电路2.分析做功3.能量守恒4.电磁感应能量转化特点其他形式的能(如机械能)电能其他形式的能(如电能)安培力做负功电流做功电磁感应中的能量问题例1.如图，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一电阻R，质量为m的金属棒(电阻不计)，放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中RabFA.恒力F的做功等于电路产生的电能；B.恒力F和摩擦力的合力做功等于电路产生的电能；C.克服安培力做功等于电路产生的电能；D.恒力F和摩擦力的合力做功等于电路产生的电能和棒获得的动能之和。CD例2：θ=30º，L=1m，B=1T，导轨光滑电阻不计，F功率恒定且为6W，m=0.2kg、R=1Ω，ab由由静止开始运动，当s=2.8m时，获得稳定速度，在此过程中ab产生的热量Q=5.8J，g=10m/s2，求：（1）ab棒的稳定速度（2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间。θabBF电磁感应中的能量问题sin)1(mgFFA速度稳定时smv/2QmghEPtK）从能量的角度看：（2st5.1①导体切割磁感线或磁通量发生变化在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能量便转化为电能。②具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此电磁感应过程总是伴随着能量的转化。能量转化特点：abcdBB例3.相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量m1=1kg的金属棒ab和质量m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在导轨上。虚线上方磁场垂直向里，下方竖直向下，两处匀强磁场大小均相等。ab棒光滑，cd棒与导轨间μ=0.75.两棒电阻为1.8Ω.导轨电阻不计。ab棒在竖直向上外力F的作用下。F—t图如图。从静止开始沿导轨匀加速运动，同时cd静止释放。abcdBB101114.602t/sF/N1.分析ab棒电流方向及cd棒受到安培力的方向；2.求磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小。电流方向b---a；cd受安培力垂直向里11FBILmgma21/ams1.2BTabcdBB101114.602t/sF/N3.已知2s内外力F做功40J，求这一过程中两棒产生的总焦耳热。4.判断cd运动，求cd达到最大速度用时t，定性画出cd棒受到摩擦力f---t图。0m2g2ft/s21182FtQWmgxmvJ①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应动势的大小和方向。②画出等效电路，求回路中电阻消耗电功率的表达式。③分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。基本方法巩固：电磁感应中的能量问题PQBHhP'Q'acbdL1L2练习1.位于竖直平面内的矩形平面导线框abcd，ab长L1=1.0m，bd长L2=0.5m，线框的质量m=0.2kg，电阻R=2Ω.其下方有一匀强磁场区域，上下边界均与ab平行。两边界间距H,H>L2，磁感应强度B=1.0T，方向与线框平面垂直。现使线框dc边从离上边界h=0.7m处自由下落。已知线框的cd边进入磁场后，ab边到达上边界前的某一时刻线框速度已达到这一阶段的最大值。问从线框开始下落，到cd边刚到达下边界的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的总功。(g=10m/s2)一.内容总结二.要点提示三.课后练习