電磁感應(yīng)地能量問答

1、H電磁感應(yīng)的能量問題電磁感應(yīng)中的動力學問題1.安培力的大小感應(yīng)電動勢：E = Blv感應(yīng)電流:1 =話?F =輕R+ r安培力公式：F = BIl2. 安培力的方向(1) 先用右手定則確定感應(yīng)電流方向，再用左手定則確定安培力方向。(2) 根據(jù)楞次定律，安培力方向一定和導(dǎo)體切割磁感線運動方向相反。1.電磁感應(yīng)中動力學問題的動態(tài)分析由于感應(yīng)電流與導(dǎo)體切割磁感聯(lián)系電磁感應(yīng)與力學問題的橋梁是磁場對電流的安培力,線運動的加速度有著相互制約關(guān)系，因此導(dǎo)體一般不是勻變速直線運動，而是經(jīng)歷一個動態(tài) 變化過程再趨于一個穩(wěn)定狀態(tài)，分析這一動態(tài)過程的基本思路是:導(dǎo)體受力運動一E=感應(yīng)電動勢 錯誤！感應(yīng)電流 錯誤！通

2、電導(dǎo)體受安培力7合外力變化 a加速度變化7速度變化7周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時，加速度等于零，導(dǎo)體達到穩(wěn) 定的臨界狀態(tài)。2.解題步驟用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律、右手定則確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。(2)應(yīng)用閉合電路歐姆定律求出電路中的感應(yīng)電流的大小。分析研究導(dǎo)體受力情況，特別要注意安培力方向的確定。(4)列出動力學方程或平衡方程求解。3. 兩種狀態(tài)處理(1)導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運動狀態(tài)。處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零，列式分析。(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不為零。處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進行動態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析。4. 電磁感應(yīng)中的動力學臨界問題(1)解決這類問題的關(guān)鍵是

3、通過運動狀態(tài)的分析，尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加 速度為最大值或最小值的條件。(2)基本思路是:K”一k貌A;ArE -用4內(nèi)電K( H電躋i聯(lián)一外電'if履電磁感應(yīng)中的能量問題1.能量的轉(zhuǎn)化閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流在磁場中受安培力。 外力克服安培力做功，將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。2.實質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化，實質(zhì)是其它形式的能和電能之間的轉(zhuǎn)化。1.能量轉(zhuǎn)化分析(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，實質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過程。(2)當磁場不動、導(dǎo)體做切割磁感線的運動時，導(dǎo)體所受安培力與導(dǎo)體運動方向相反，此即電磁阻尼

4、。在這種情況下，安培力對導(dǎo)體做負功，即導(dǎo)體克服安培力做功，將機械能轉(zhuǎn) 化為電能，當感應(yīng)電流通過用電器時， 電能又轉(zhuǎn)化為其它形式的能， 如通過電阻轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(焦耳熱)。即：:其他形式的能 女口：機械能 I女培力做負功電能I做功51其他形式的能 女口：內(nèi)育廠I(3) 當導(dǎo)體開始時靜止、 磁場(磁體)運動時，由于導(dǎo)體相對磁場向相反方向做切割磁感線 運動而產(chǎn)生感應(yīng)電流，進而受到安培力作用， 這時安培力成為導(dǎo)體運動的動力，此即電磁驅(qū) 動。在這種情況下，安培力做正功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機械能。綜上所述，安培力做功是電能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的橋梁，表示如下:電能W：0其他形式的能。2.求解焦耳熱Q的三種

5、方法直接法：Q = l2Rt(2)功能關(guān)系法：Q= W 克服安培力(3)能量轉(zhuǎn)化法：Q=AE 其他能的減少量H1 電磁感應(yīng)動力學問題中，要抓好受力情況、運動情況的動態(tài)分析。導(dǎo)體受力運動產(chǎn) 生感應(yīng)電動勢 7感應(yīng)電流7通電導(dǎo)體受安培力 7合外力變化7加速度變化7速度變化，最終加速度為零，導(dǎo)體達到勻速運動的穩(wěn)定狀態(tài)。2 這類問題要抓住 “ 速度變化引起安培力變化 ”這個關(guān)系，并從分析物體的受力情況 與運動情況入手解決問題，這是解題的關(guān)鍵。6福建泉州2015屆期末如圖甲所示，水平面上hM定 著兩根間距iO.5 m的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、FQ, M屮兩點間連接一個阻值Rm3 fl的電is, 根質(zhì)量 m

6、=0.2 kg、電阻r = 2 fl的金屬棒皿垂直于導(dǎo)軌放 置在金屬棒右側(cè)兩條虛線與導(dǎo)軌之間的矩形區(qū)域內(nèi) 有磁感應(yīng)強度大小B二2 T、方向豎直向上的勻強磁 場，磁場寬度d=5.2 m.現(xiàn)對金屬棒施加一個大小F二 2 N、方向平行導(dǎo)軌向右的恒力，從金屬棒進入磁場開 始計時，其運動的!丿-f圖像如圖乙所示，運動過程中 金屬棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計求：(1) 金屬棒剛進入磁場時所受安培力的大小 5(2) 金屬棒通過磁場過程中電虹尺產(chǎn)生的熱量Qr.；TVF： : X：M aIRIP Ill. 東高密2015屆模擬如圖所示，兩根足夠長的光 滑金屬導(dǎo)軌豎直放相距導(dǎo)軌上端連接 著電阻乩=1 質(zhì)

7、雖為JTiXO' oTkgffe阻為町= 0-2 ft的金屬桿咄與導(dǎo)軌垂直并接觸良鼠導(dǎo)軌電阻I不計*整個裝置處于與導(dǎo)軌平面垂fi的磁舗應(yīng)強度為 B “ T的勻強磁場中* ab桿由靜止釋放，若下落k = 0. 8 m后開始做勻速運動,g取10 m/J *求；h(1) 桿勻速運動的速度大??；(2) 勻速運動過程中桿血対端的電勢哪端高高 多少；(3) 該過程整個裝置產(chǎn)生的熱fe甲4目9.2015江蘇金沙中學第四次模擬如圖甲所示，豎宜 平面內(nèi)有兩根間距為d的足夠長平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上端 接有阻值為R的電阻，質(zhì)ft為已、電阻為r的導(dǎo)體棒夾 在兩導(dǎo)軌間，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦不計導(dǎo)軌間存 在垂苜導(dǎo)軌平面

8、、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁感 應(yīng)強度的大小隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，在 0"。時間內(nèi)，作用一外力使導(dǎo)體棒靜止，此時導(dǎo)體棒 距上端電阻R距離為tZ,在如時刻撤去外丿J.已知重力 加速度為g,試求；0 fd乙(1) 4時刻導(dǎo)體棒屮的電流大小利方向；(2) 導(dǎo)體棒運動的最大速度叭(3) 若從靜止開始到導(dǎo)休捧達到最大速度，電阻R產(chǎn) 生的熱量為則這個過程中導(dǎo)體棒卜落的高度h.8.福建福州2015屆期末如圖甲所示，足夠長的光滑 平行金屬導(dǎo)軌林V、P0豎直放置.其寬度11叫一勻 強儘場垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與戶之間連 接一阻值為R=（K40 C的電阻，質(zhì)星為m=0.01 電阻為r =

9、0. 30 n的金屬棒ah緊貼在導(dǎo)軌上，現(xiàn)使金 ®棒同由靜止開始下滑,下滑過程中血始終保持水 平，且與導(dǎo)軌接觸良好，具下滑距離X與時間i的關(guān)系 如圖乙所示，圖像中的 陽段為曲線川甘段為宜線”界軌電阻不計，當取W rn/J （忽略ab棒運動過程中對原 磁場的影響）.乙73 RX X X kXXNQ甲（1）判斷金屬棒兩端的電勢高低；（戈）戒磯感應(yīng)強度仔的大??；仆）在金屬棒相b從開始運動的1.5 £內(nèi)，電阻慮上產(chǎn) 生的熱量.9江蘇南京、鹽城2015屆一模如圖所 示,在水平虛線范團內(nèi)有 =0. 5 T,髙 度為h = 1*0叫方向垂直紙面向里的dC勻強磁場質(zhì)量尬=0.2 k幻邊長厶= 10 m的正方形線框其電阻fl二1.0 0,0/邊跟磁場下