電磁感應(yīng)現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化和守恒

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1 1、分析電磁感應(yīng)中機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)化，理解、分析電磁感應(yīng)中機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)化，理解電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化與守恒電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化與守恒2 2、通過(guò)探究和分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中克服安培力、通過(guò)探究和分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中克服安培力做功的情況，探究其中的規(guī)律認(rèn)識(shí)物理變化做功的情況，探究其中的規(guī)律認(rèn)識(shí)物理變化的因果關(guān)系和制約因素的因果關(guān)系和制約因素探究探究 如圖所示，設(shè)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體如圖所示，設(shè)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體abab的長(zhǎng)為的長(zhǎng)為L(zhǎng) L，水，水平向右速度為平向右速度為V V，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B B，閉合，閉合電路的總電阻為電路的總電阻為R R，探究為了保持導(dǎo)體棒，探究為了保持導(dǎo)體

2、棒勻速運(yùn)勻速運(yùn)動(dòng)動(dòng)，外力所做的功外力所做的功W W外外和和感應(yīng)電流的電功感應(yīng)電流的電功W W電電關(guān)系關(guān)系R Ra ab bW W外外=W=W電電W W外外和和W W電電關(guān)系：關(guān)系：注意：注意： （1 1）安培力做什么功？）安培力做什么功？ （2 2）它與電功是什么關(guān)系？）它與電功是什么關(guān)系？F F外外F F安安I I結(jié)論結(jié)論: : 1.1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能產(chǎn)生的電能是外力是外力克克服安培力做功服安培力做功轉(zhuǎn)化而來(lái)的，克服安培力做了轉(zhuǎn)化而來(lái)的，克服安培力做了多多少少的功，就有的功，就有多少多少電能生成，而這些電能又通電能生成，而這些電能又通過(guò)感應(yīng)電流做功，轉(zhuǎn)化成其他形式

3、的能量。過(guò)感應(yīng)電流做功，轉(zhuǎn)化成其他形式的能量。2.2.安培力做正功和克服安培力做功的區(qū)別：安培力做正功和克服安培力做功的區(qū)別：電磁感應(yīng)的過(guò)程，同時(shí)總伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和電磁感應(yīng)的過(guò)程，同時(shí)總伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和守恒，守恒，當(dāng)外力克服安培力做功時(shí)，就有其它形當(dāng)外力克服安培力做功時(shí)，就有其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能；當(dāng)安培力做正功時(shí)，就有式的能轉(zhuǎn)化為電能；當(dāng)安培力做正功時(shí)，就有電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。 能量守恒和轉(zhuǎn)化規(guī)律是自然界中最普遍的能量守恒和轉(zhuǎn)化規(guī)律是自然界中最普遍的規(guī)律之一，所以在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中也伴隨著能量規(guī)律之一，所以在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中也伴隨著能量轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化。產(chǎn)生產(chǎn)生和和維持

4、維持感應(yīng)電流的過(guò)程就是其它形式感應(yīng)電流的過(guò)程就是其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能過(guò)程。的能量轉(zhuǎn)化為電能過(guò)程。 其它形式能量轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程實(shí)質(zhì)就是其它形式能量轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程實(shí)質(zhì)就是安培力做負(fù)功安培力做負(fù)功的過(guò)程?？朔才嗔ψ龆嗌俟Γ偷倪^(guò)程?？朔才嗔ψ龆嗌俟?，就有多少其它形式能量轉(zhuǎn)化為電能。（電源內(nèi)部）有多少其它形式能量轉(zhuǎn)化為電能。（電源內(nèi)部） 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電磁感應(yīng)現(xiàn)象中生成的電能又會(huì)通過(guò)負(fù)載生成的電能又會(huì)通過(guò)負(fù)載轉(zhuǎn)化成其他形式的能量（電源外部）轉(zhuǎn)化成其他形式的能量（電源外部）電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系1 1、產(chǎn)生電能過(guò)程：（電源）、產(chǎn)生電能過(guò)程：（電源）（1 1）導(dǎo)體

5、做加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中：）導(dǎo)體做加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中： 外力移動(dòng)導(dǎo)體所做的功，一部分用于克外力移動(dòng)導(dǎo)體所做的功，一部分用于克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生感應(yīng)電流的電能，服安培力做功，轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生感應(yīng)電流的電能，另一部分用于增加導(dǎo)體的動(dòng)能另一部分用于增加導(dǎo)體的動(dòng)能W W外外-W-W安安=E=EK KW W安安=E=E電電動(dòng)能定理動(dòng)能定理（2 2）導(dǎo)體做勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中：）導(dǎo)體做勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中： 導(dǎo)體做勻速移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體做勻速移動(dòng)時(shí)，外力等于安培力外力等于安培力，所以外力移動(dòng)導(dǎo)體所做的功，全部用于克服所以外力移動(dòng)導(dǎo)體所做的功，全部用于克服安培力做功，安培力做功，能量全部轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能量全部轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能。能

6、。W W外外=W=W安安W W安安=E=E電電 2 2、消耗電能過(guò)程：（負(fù)載）、消耗電能過(guò)程：（負(fù)載） 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中生成的電能在閉合回路中電磁感應(yīng)現(xiàn)象中生成的電能在閉合回路中又會(huì)通過(guò)負(fù)載消耗，生成其他形式的能量。又會(huì)通過(guò)負(fù)載消耗，生成其他形式的能量。 如果負(fù)載是純電阻電路，那么電能轉(zhuǎn)化如果負(fù)載是純電阻電路，那么電能轉(zhuǎn)化成熱能成熱能 如果負(fù)載是非純電阻電路，那么電能轉(zhuǎn)如果負(fù)載是非純電阻電路，那么電能轉(zhuǎn)化成熱能和其他形式的能量（機(jī)械能）化成熱能和其他形式的能量（機(jī)械能）E E電電=Q=QE E電電=Q+E=Q+E其他其他1 1、如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度、如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2TB=0.2T，

7、金屬棒，金屬棒abab向向右勻速運(yùn)動(dòng)，右勻速運(yùn)動(dòng)，v=5m/sv=5m/s，L=40cmL=40cm，電阻電阻R=0.5R=0.5, ,其余電阻不計(jì)，摩擦也不計(jì)，試求：其余電阻不計(jì)，摩擦也不計(jì)，試求：（1 1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。└袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 （2 2）感應(yīng)電流的大小和方向）感應(yīng)電流的大小和方向（3 3）金屬棒安培力大小和方向）金屬棒安培力大小和方向（4 4）感應(yīng)電流的功率）感應(yīng)電流的功率（5 5）拉力的功率）拉力的功率R RB Ba ab bv v2 2、如圖所示，一導(dǎo)軌、如圖所示，一導(dǎo)軌PMPM，NQNQ，水平固定在一個(gè)豎，水平固定在一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌上跨放一根質(zhì)量為直向下的

8、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌上跨放一根質(zhì)量為m m的金屬棒的金屬棒abab，MNMN之間接一電阻，它們的電阻分別之間接一電阻，它們的電阻分別是是R R和和r r，導(dǎo)軌的其余部分的電阻不計(jì)。若沿水平，導(dǎo)軌的其余部分的電阻不計(jì)。若沿水平向右使金屬棒向右使金屬棒 abab獲得一初速度獲得一初速度v v0 0，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。求：求：（1 1）分析金屬棒）分析金屬棒abab的運(yùn)動(dòng)情況的運(yùn)動(dòng)情況（2 2）在金屬棒）在金屬棒abab中產(chǎn)生的熱量和電路中總熱量。中產(chǎn)生的熱量和電路中總熱量。R RB Ba ab bv v0 0M MP PN NQ Qr r在較復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，經(jīng)常涉及求解焦在較復(fù)雜的電

9、磁感應(yīng)現(xiàn)象中，經(jīng)常涉及求解焦耳熱的問(wèn)題。尤其是耳熱的問(wèn)題。尤其是變化的安培力變化的安培力，不能直接，不能直接由由 Q=I2Rt 解，用解，用能量守恒能量守恒的方法就可以不必的方法就可以不必追究變力、變電流做功的具體細(xì)節(jié)，追究變力、變電流做功的具體細(xì)節(jié)，只需弄清只需弄清能量的轉(zhuǎn)化途徑，注意分清有多少種形式的能能量的轉(zhuǎn)化途徑，注意分清有多少種形式的能在相互轉(zhuǎn)化在相互轉(zhuǎn)化，用能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律就可求，用能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律就可求解，而用能量的轉(zhuǎn)化與守恒觀點(diǎn)，只需從全過(guò)解，而用能量的轉(zhuǎn)化與守恒觀點(diǎn)，只需從全過(guò)程考慮，不涉及電流的產(chǎn)生過(guò)程，計(jì)算簡(jiǎn)便。程考慮，不涉及電流的產(chǎn)生過(guò)程，計(jì)算簡(jiǎn)便。這樣用守恒定

10、律求解的方法最大特點(diǎn)是省去許這樣用守恒定律求解的方法最大特點(diǎn)是省去許多細(xì)節(jié)，解題簡(jiǎn)捷、方便。多細(xì)節(jié)，解題簡(jiǎn)捷、方便。 042.08042.08年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學(xué)情況調(diào)查（一）年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學(xué)情況調(diào)查（一）15 15 15（14分）如圖所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬分）如圖所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌導(dǎo)軌MN和和PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.2m，電阻，電阻R=0.4，導(dǎo)軌上靜止放置一質(zhì)量，導(dǎo)軌上靜止放置一質(zhì)量m=0.1kg、電阻、電阻r=0.1的金屬桿，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，的金屬桿，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度整個(gè)裝置處在磁感

11、應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向豎直向下，現(xiàn)用一外力的方向豎直向下，現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使沿水平方向拉桿，使之由靜止起做勻加速運(yùn)動(dòng)并開(kāi)始計(jì)時(shí)，若之由靜止起做勻加速運(yùn)動(dòng)并開(kāi)始計(jì)時(shí)，若5s末理想電末理想電壓表的讀數(shù)為壓表的讀數(shù)為0.2V.求：求：（1）5s末時(shí)電阻末時(shí)電阻R上消耗的電功率；上消耗的電功率；（2）金屬桿在）金屬桿在5s末的運(yùn)動(dòng)速率；末的運(yùn)動(dòng)速率；（3）5s末時(shí)外力末時(shí)外力F的功率的功率.FMVRQNP3 3、如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為、如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的水平方向的勻強(qiáng)磁的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中豎直放置兩平行導(dǎo)軌，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平場(chǎng)中豎

12、直放置兩平行導(dǎo)軌，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直導(dǎo)軌寬面垂直導(dǎo)軌寬L L，其上端跨接一阻值為，其上端跨接一阻值為R R 的電阻的電阻( (導(dǎo)軌電阻不計(jì)導(dǎo)軌電阻不計(jì)) )一金屬棒一金屬棒a a的電阻為的電阻為R R，質(zhì)量分別，質(zhì)量分別為為 m m，它與導(dǎo)軌相連，讓金屬棒，它與導(dǎo)軌相連，讓金屬棒a a由某以高度靜止由某以高度靜止釋放，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，求：釋放，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，求：（1 1）分析金屬棒）分析金屬棒a a的運(yùn)動(dòng)情況的運(yùn)動(dòng)情況（2 2）金屬棒）金屬棒a a的最大速度的最大速度v vm m（3 3）如果金屬棒下落高度）如果金屬棒下落高度h h時(shí)時(shí) 達(dá)到最大速度，那么在達(dá)到最大速度，那么在 這個(gè)過(guò)程

13、中電路生成的這個(gè)過(guò)程中電路生成的 總熱能和金屬棒總熱能和金屬棒a a生成生成 的熱能的熱能R Ra a作業(yè)作業(yè)1.1.如圖所示，電動(dòng)機(jī)牽引一根原來(lái)靜止的，質(zhì)如圖所示，電動(dòng)機(jī)牽引一根原來(lái)靜止的，質(zhì)量量m=0.1kgm=0.1kg的導(dǎo)體的導(dǎo)體MNMN，其電阻，其電阻R=1R=1，導(dǎo)體棒架在，導(dǎo)體棒架在處于磁感應(yīng)強(qiáng)度處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1TB=1T，豎直放置的框架上，框架，豎直放置的框架上，框架寬寬L=1mL=1m；當(dāng)導(dǎo)體棒上升；當(dāng)導(dǎo)體棒上升h=3.8mh=3.8m時(shí)獲得穩(wěn)定的速度，時(shí)獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量為導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量為12J12J，電動(dòng)機(jī)牽引棒時(shí)，電壓，電動(dòng)機(jī)牽引棒時(shí)，電壓表、電流表的讀

14、數(shù)分別為表、電流表的讀數(shù)分別為7V7V、1A1A，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r=1r=1，不計(jì)框架電阻及一切摩擦，不計(jì)框架電阻及一切摩擦，g g取取10m/s10m/s2 2，求求: :(1)(1)棒能達(dá)到的棒能達(dá)到的穩(wěn)定穩(wěn)定速度速度v v(2)(2)棒從靜止到達(dá)到穩(wěn)定速棒從靜止到達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時(shí)間度所需要的時(shí)間t tA AV VM MN NR R1 1B Ba ab bM MP PN NQ Q5 5、如圖所示，在水平絕緣平面上固定足夠長(zhǎng)的平行光滑金、如圖所示，在水平絕緣平面上固定足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌（電阻不計(jì)），導(dǎo)軌左端連接一個(gè)阻值為屬導(dǎo)軌（電阻不計(jì)），導(dǎo)軌左端連接一個(gè)阻值為R R的電

15、阻，的電阻，質(zhì)量為質(zhì)量為m m的金屬棒的金屬棒( (電阻不計(jì)電阻不計(jì)) )放在導(dǎo)軌上，金屬棒與導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，金屬棒與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁垂直且與導(dǎo)軌接觸良好整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，在用水平恒力場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，在用水平恒力F F把金屬棒從靜止把金屬棒從靜止開(kāi)始向右拉動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是開(kāi)始向右拉動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )( )A A恒力恒力F F與安培力做的功之和等于電路中產(chǎn)生的電能與金屬與安培力做的功之和等于電路中產(chǎn)生的電能與金屬棒獲得的動(dòng)能和棒獲得的動(dòng)能和B B恒力恒力F F做的功一定等于克服安培力做的功與電路中產(chǎn)

16、生的做的功一定等于克服安培力做的功與電路中產(chǎn)生的電能之和電能之和C C恒力恒力F F做的功一定等于克服安培力做的功一定等于克服安培力 做的功與金屬棒獲得的動(dòng)能之和做的功與金屬棒獲得的動(dòng)能之和D D恒力恒力F F做的功一定等于電路中產(chǎn)生做的功一定等于電路中產(chǎn)生 的電能與金屬棒獲得的動(dòng)能之和的電能與金屬棒獲得的動(dòng)能之和R RF F6 6、如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成、如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角，導(dǎo)軌角，導(dǎo)軌與固定電阻與固定電阻R R1 1和和R R2 2相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面有一導(dǎo)體棒面有一導(dǎo)體棒abab，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m，導(dǎo)體棒的電阻與固，導(dǎo)體

17、棒的電阻與固定電阻定電阻R R1 1和和R R2 2的阻值均相等，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦的阻值均相等，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為因數(shù)為，導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒abab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為度為V V時(shí)，受到安培力的大小為時(shí)，受到安培力的大小為F F此時(shí)此時(shí)（A A）電阻）電阻R R1 1消耗的熱功率為消耗的熱功率為FvFv3 3（B B）電阻）電阻 R R2 2消耗的熱功率為消耗的熱功率為 FvFv6 6（C C）整個(gè)裝置因摩擦而消耗）整個(gè)裝置因摩擦而消耗 的熱功率為的熱功率為mgvcosmgvcos（D D）整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功）整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功 率為（率為（F Fm

18、gcosmgcos）v vR R1 1B Ba ab bR R2 2v v7 7、在光滑絕緣水平面上，一邊長(zhǎng)為、在光滑絕緣水平面上，一邊長(zhǎng)為10cm10cm、電阻、電阻11、質(zhì)量、質(zhì)量0.1kg0.1kg的正方形金屬框的正方形金屬框abcdabcd以以 V V0 0=6m/s=6m/s的速度向一有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)滑去，磁的速度向一有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)滑去，磁場(chǎng)方向與線框面垂直，場(chǎng)方向與線框面垂直，B=0.5TB=0.5T，當(dāng)線框全部，當(dāng)線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中已放出了進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中已放出了1.0J1.0J的熱量，的熱量，則當(dāng)線框則當(dāng)線框abab邊剛穿出磁場(chǎng)的瞬間，線框中電邊剛穿出磁場(chǎng)的瞬間，線框中

19、電流的瞬時(shí)功率為流的瞬時(shí)功率為 ，加速度大小為，加速度大小為_(kāi)。a ab bc cd d028.028.上海普陀區(qū)上海普陀區(qū)0808年年1 1月期末調(diào)研試卷月期末調(diào)研試卷20 20 20、（、（12分）如圖所示，一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)分）如圖所示，一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場(chǎng)，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場(chǎng)寬度均為寬度均為L(zhǎng)，在磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)相距為，在磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)相距為L(zhǎng)處，有一邊處，有一邊長(zhǎng)為長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R，且線框平面，且線框平面與磁場(chǎng)方向垂直?，F(xiàn)使線框以速度與磁場(chǎng)方向垂直。現(xiàn)使線框以速度

20、V勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。若以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定域。若以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定B垂直紙面向里垂直紙面向里時(shí)為正，時(shí)為正，（1）試畫(huà)出線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，線框中的磁）試畫(huà)出線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，線框中的磁通量通量與前進(jìn)的時(shí)間與前進(jìn)的時(shí)間t之間的函數(shù)關(guān)系；之間的函數(shù)關(guān)系； （2）求線框在通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中）求線框在通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中,線框中電流的最大值線框中電流的最大值;（3）求線框在通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中）求線框在通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中,拉力功率的最大值；拉力功率的最大值；（4）在此過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的熱量）在此過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的熱量Q。解：解：(1)LLLBLB0)V/L( t )BL(2 1

21、24 2見(jiàn)圖見(jiàn)圖(2)線框穿過(guò)兩磁場(chǎng)分界區(qū)域過(guò)程中電流最大線框穿過(guò)兩磁場(chǎng)分界區(qū)域過(guò)程中電流最大RBLVREIMAX22(3)R/VLBBILFF22安422R/VLBFVP2224(4) 線框進(jìn)入左磁場(chǎng)和穿過(guò)線框進(jìn)入左磁場(chǎng)和穿過(guò)右磁場(chǎng)過(guò)程中的感應(yīng)電流右磁場(chǎng)過(guò)程中的感應(yīng)電流I1RBLVREI1R/VLBRtIRtIQQQM32221216228 8、位于豎直平面內(nèi)的矩形平面導(dǎo)線框、位于豎直平面內(nèi)的矩形平面導(dǎo)線框abcdabcd，abab長(zhǎng)長(zhǎng)L L1 1=1.0m=1.0m，bcbc長(zhǎng)長(zhǎng)L L2 2=0.5m=0.5m，線框的質(zhì)量，線框的質(zhì)量m=0.2kgm=0.2kg，電，電阻阻R=2.R=2.

22、其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的上其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的上下邊界間距離為下邊界間距離為H H，HLHL2 2，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0TB=1.0T，如圖所示，線框的，如圖所示，線框的cdcd邊從離磁場(chǎng)區(qū)域的邊從離磁場(chǎng)區(qū)域的上邊界的距離為上邊界的距離為h=0.7mh=0.7m處自由下落，已知在線框處自由下落，已知在線框的的cdcd邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后，邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后，abab邊到達(dá)上邊界之前線框邊到達(dá)上邊界之前線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值。求：的速度已達(dá)到這一階段的最大值。求： 從線框開(kāi)始下落到從線框開(kāi)始下落到cdcd邊剛剛邊剛剛 到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域下邊界的過(guò)程到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)

23、域下邊界的過(guò)程 中，磁場(chǎng)作用于線框的安培中，磁場(chǎng)作用于線框的安培 力做的總功為多少？以及這力做的總功為多少？以及這 一瞬間重力的功率？一瞬間重力的功率？ ( (取取g=10m/sg=10m/s2 2) ) a ab bc cd dh hH H030.030.揚(yáng)州市揚(yáng)州市07-0807-08學(xué)年度第一學(xué)期期末調(diào)研試卷學(xué)年度第一學(xué)期期末調(diào)研試卷17 17 17如圖所示，一邊長(zhǎng)如圖所示，一邊長(zhǎng)L = 0.2m，質(zhì)量，質(zhì)量m1 = 0.5kg，電，電阻阻R = 0.1的正方形導(dǎo)體線框的正方形導(dǎo)體線框abcd，與一質(zhì)量為，與一質(zhì)量為m2 = 2kg的物塊通過(guò)輕質(zhì)細(xì)線跨過(guò)兩定滑輪相連。起初的物塊通過(guò)輕質(zhì)細(xì)

24、線跨過(guò)兩定滑輪相連。起初ad邊距磁場(chǎng)下邊界為邊距磁場(chǎng)下邊界為d1 = 0.8m，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T，磁，磁場(chǎng)寬度場(chǎng)寬度d2 =0.3m，物塊放在傾角，物塊放在傾角=53的斜面上，物的斜面上，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5。現(xiàn)將物塊由靜止釋?，F(xiàn)將物塊由靜止釋放，經(jīng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)當(dāng)放，經(jīng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)當(dāng)ad邊從磁場(chǎng)上邊緣穿出時(shí)，邊從磁場(chǎng)上邊緣穿出時(shí)，線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。(g取取10m/s2, sin53=0.8, cos53= 0.6）求：）求：（1）線框）線框ad邊從磁場(chǎng)上邊緣穿出時(shí)繩中拉力的功率邊從磁場(chǎng)上邊緣穿出時(shí)繩中拉力的功率;（2

25、）線框剛剛?cè)窟M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大?。唬┚€框剛剛?cè)窟M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大?。唬?）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱。）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱。解：解：d1d2badcm2（1）由于線框勻速出磁場(chǎng)，則對(duì)）由于線框勻速出磁場(chǎng)，則對(duì)m2有：有：022Tcosgmsingm 得得 T=10N對(duì)對(duì)m1有：有：01BILgmT又因?yàn)橛忠驗(yàn)镽BLvI 聯(lián)立可得：聯(lián)立可得：m/s22212RLBgm)cos(singmv 所以繩中拉力的功率所以繩中拉力的功率P=Tv=20W 9 9、如右圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為、如右圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中豎的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中豎直放置兩平行導(dǎo)軌，

26、磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直導(dǎo)軌上直放置兩平行導(dǎo)軌，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直導(dǎo)軌上端跨接一阻值為端跨接一阻值為R R的電阻的電阻( (導(dǎo)軌電阻不計(jì)導(dǎo)軌電阻不計(jì)) )兩金屬棒兩金屬棒a a和和b b的的電阻均為電阻均為R R，質(zhì)量分別為，質(zhì)量分別為m ma a2 210102 2 kg kg和和m mb b1 110102 2 kg kg，它們與導(dǎo)軌相連，如右圖并可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)閉合開(kāi)它們與導(dǎo)軌相連，如右圖并可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)閉合開(kāi)關(guān)關(guān)S S，先固定，先固定b b，用一恒力，用一恒力F F向上拉向上拉a a，穩(wěn)定后，穩(wěn)定后a a以以v v1 110 m/s10 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再釋放的速度勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再釋放b b，b b恰好能保持靜止，設(shè)導(dǎo)軌恰好能保持靜止，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，取足夠長(zhǎng)，取g g10 m/s10 m/s2 2. .(1)(1)求拉力求拉力F F的大?。坏拇笮?；(2)(2)若將金屬棒若將金屬棒a a固定，讓金屬棒固定，讓金屬棒b b自自由下滑由下滑( (開(kāi)關(guān)仍