电磁感应地能量问答

1、H电磁感应的能量问题电磁感应中的动力学问题1.安培力的大小感应电动势：E = Blv感应电流:1 =話?F =輕R+ r安培力公式：F = BIl2. 安培力的方向(1) 先用右手定则确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向。(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相反。1.电磁感应中动力学问题的动态分析由于感应电流与导体切割磁感联系电磁感应与力学问题的桥梁是磁场对电流的安培力,线运动的加速度有着相互制约关系，因此导体一般不是匀变速直线运动，而是经历一个动态 变化过程再趋于一个稳定状态，分析这一动态过程的基本思路是:导体受力运动一E=感应电动势 错误！感应电流 错误！通

2、电导体受安培力7合外力变化 a加速度变化7速度变化7周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳 定的临界状态。2.解题步骤用法拉第电磁感应定律和楞次定律、右手定则确定感应电动势的大小和方向。(2)应用闭合电路欧姆定律求出电路中的感应电流的大小。分析研究导体受力情况，特别要注意安培力方向的确定。(4)列出动力学方程或平衡方程求解。3. 两种状态处理(1)导体处于平衡态静止或匀速直线运动状态。处理方法：根据平衡条件合外力等于零，列式分析。(2)导体处于非平衡态加速度不为零。处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。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

3、通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加 速度为最大值或最小值的条件。(2)基本思路是:K”一k貌A;ArE -用4内电K( H电跻i联一外电'if履电磁感应中的能量问题1.能量的转化闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,感应电流在磁场中受安培力。 外力克服安培力做功，将其它形式的能转化为电能，电流做功再将电能转化为其它形式的能。2.实质电磁感应现象的能量转化，实质是其它形式的能和电能之间的转化。1.能量转化分析(1)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。(2)当磁场不动、导体做切割磁感线的运动时，导体所受安培力与导体运动方向相反，此即电磁阻尼

4、。在这种情况下，安培力对导体做负功，即导体克服安培力做功，将机械能转 化为电能，当感应电流通过用电器时， 电能又转化为其它形式的能， 如通过电阻转化为内能(焦耳热)。即：:其他形式的能 女口：机械能 I女培力做负功电能I做功51其他形式的能 女口：内育厂I(3) 当导体开始时静止、 磁场(磁体)运动时，由于导体相对磁场向相反方向做切割磁感线 运动而产生感应电流，进而受到安培力作用， 这时安培力成为导体运动的动力，此即电磁驱 动。在这种情况下，安培力做正功，电能转化为导体的机械能。综上所述，安培力做功是电能和其他形式的能之间相互转化的桥梁，表示如下:电能W：0其他形式的能。2.求解焦耳热Q的三种

5、方法直接法：Q = l2Rt(2)功能关系法：Q= W 克服安培力(3)能量转化法：Q=AE 其他能的减少量H1 电磁感应动力学问题中，要抓好受力情况、运动情况的动态分析。导体受力运动产 生感应电动势 7感应电流7通电导体受安培力 7合外力变化7加速度变化7速度变化，最终加速度为零，导体达到匀速运动的稳定状态。2 这类问题要抓住 “ 速度变化引起安培力变化 ”这个关系，并从分析物体的受力情况 与运动情况入手解决问题，这是解题的关键。6福建泉州2015届期末如图甲所示，水平面上hM定 着两根间距iO.5 m的光滑平行金属导轨MN、FQ, M屮两点间连接一个阻值Rm3 fl的电is, 根质量 m

6、=0.2 kg、电阻r = 2 fl的金属棒皿垂直于导轨放 置在金属棒右侧两条虚线与导轨之间的矩形区域内 有磁感应强度大小B二2 T、方向竖直向上的匀强磁 场，磁场宽度d=5.2 m.现对金属棒施加一个大小F二 2 N、方向平行导轨向右的恒力，从金属棒进入磁场开 始计时，其运动的!丿-f图像如图乙所示，运动过程中 金属棒与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计求：(1) 金属棒刚进入磁场时所受安培力的大小 5(2) 金属棒通过磁场过程中电虹尺产生的热量Qr.；TVF： : X：M aIRIP Ill. 东高密2015届模拟如图所示，两根足够长的光 滑金属导轨竖直放相距导轨上端连接 着电阻乩=1 质

7、虽为JTiXO' oTkgffe阻为町= 0-2 ft的金属杆咄与导轨垂直并接触良鼠导轨电阻I不计*整个装置处于与导轨平面垂fi的磁舗应强度为 B “ T的匀强磁场中* ab杆由静止释放，若下落k = 0. 8 m后开始做匀速运动,g取10 m/J *求；h(1) 杆匀速运动的速度大小；(2) 匀速运动过程中杆血対端的电势哪端高高 多少；(3) 该过程整个装置产生的热fe甲4目9.2015江苏金沙中学第四次模拟如图甲所示，竖宜 平面内有两根间距为d的足够长平行导轨，导轨上端 接有阻值为R的电阻，质ft为已、电阻为r的导体棒夹 在两导轨间，导体棒与导轨间的摩擦不计导轨间存 在垂苜导轨平面

8、、磁感应强度为B的匀强磁场，磁感 应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示，在 0"。时间内，作用一外力使导体棒静止，此时导体棒 距上端电阻R距离为tZ,在如时刻撤去外丿J.已知重力 加速度为g,试求；0 fd乙(1) 4时刻导体棒屮的电流大小利方向；(2) 导体棒运动的最大速度叭(3) 若从静止开始到导休捧达到最大速度，电阻R产 生的热量为则这个过程中导体棒卜落的高度h.8.福建福州2015届期末如图甲所示，足够长的光滑 平行金属导轨林V、P0竖直放置.其宽度11叫一匀 强儘场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与户之间连 接一阻值为R=（K40 C的电阻，质星为m=0.01 电阻为r =

9、0. 30 n的金属棒ah紧贴在导轨上，现使金 ®棒同由静止开始下滑,下滑过程中血始终保持水 平，且与导轨接触良好，具下滑距离X与时间i的关系 如图乙所示，图像中的 阳段为曲线川甘段为宜线”界轨电阻不计，當取W rn/J （忽略ab棒运动过程中对原 磁场的影响）.乙73 RX X X kXXNQ甲（1）判断金属棒两端的电势高低；（戈）戒磯感应强度仔的大小；仆）在金属棒相b从开始运动的1.5 £内，电阻虑上产 生的热量.9江苏南京、盐城2015届一模如图所 示,在水平虚线范團内有 =0. 5 T,髙 度为h = 1*0叫方向垂直纸面向里的dC匀强磁场质量尬=0.2 k幻边长厶= 10 m的正方形线框其电阻fl二1.0 0,0/边跟磁场下