第九章电磁感应第四讲电磁感应中的动力学与能量问题第四讲电磁感应中的动力学与能量问题考纲展示法拉第电磁感应定律()Ⅱ复习目标1.会分析电磁感应现象中受力和运动情况，掌握电磁感应现象与力学的综合应用问题的处理方法．Zxxk2.掌握电磁感应现象中能量转化关系，会计算与能量相关的问题.知识点一电磁感应现象中的动力学问题1．安培力的大小•2．安培力的方向•(1)先用确定感应电流方向，再用确定安培力方向．•(2)根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向．右手定则左手定则相反•1．两种状态及处理方法状态特征处理方法平衡态加速度为零根据平衡条件列式分析非平衡态加速度不为零根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析•2.力学对象和电学对象的相互关系3．动态分析的基本思路导体受外力运动――→E＝Blv感应电动势感应电流――→F＝BIl导体受安培力合力变化――→F合＝ma加速度变化速度变化临界状态．•4．电磁感应中的动力学临界问题•(1)解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度求最大值或最小值的条件．•(2)两种常见类型Zxxk类型“电—动—电”型“动—电—动”型示意图已知量棒ab长l、质量m、电阻R，导轨光滑水平，电阻不计棒ab长l、质量m、电阻R，导轨光滑，电阻不计过程分析S闭合，棒ab受安培力F＝BlER，此时a＝BlEmR，棒ab速度v↑→感应电动势E＝Blv↑→与电源电动势反接使电流I↓→安培力F＝BIl↓→加速度a↓，当安培力F＝0(a＝0)时，v最大，最后匀速运动棒ab释放后下滑，此时a＝gsinα，棒ab速度v↑→感应电动势E＝Blv↑→电流I＝ER↑→安培力F＝BIl↑→加速度a↓，当安培力F＝mgsinα(a＝0)时，v最大，最后匀速运动•1．如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为l，其电阻可忽略不计．ac之间连接一阻值为R的电阻，ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，其电阻可忽略．整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为B.当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为()A.vB2l2RB.vBlRC.vB2lRD.vBl2R解析：感应电动势E＝Blv，感应电流I＝ER＝BlvR，安培力F＝BIl＝vB2l2R，所以选A.答案：A•知识点二电磁感应中的能量问题•1．能量的转化：感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力，将其他形式的能转化为，电流做功再将电能转化为．•2．实质：电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和之间的转化．做功电能内能电能•1．能量转化•电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．Zxxk•(1)其他形式的能转化为电能•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，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功．此过程中，其他形式的能转化为电能．“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能．•(2)电能转化为其他形式的能•当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能量．安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程．安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．•综上所述，安培力做功是电能和其他形式的能之间转化的量度．•2．电能求解的三种主要思路•(1)利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；•(2)利用能量守恒或功能关系求解；•(3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算．•2.如图所示，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，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒(电阻也不计)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()•A．恒力F做的功等于电路产生的电能•B．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能•C．克服安培力做的功等于电路中产生的电能•D．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和•解析：在此运动过程中做功的力有拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和为棒ab动能的增加量，其中安培力做功将机械能转化为电...
