电磁感应的综合应用与能量综合

电磁感应的综合应用（四）电磁感应与能量的结合、电磁感应过程中的功能关系请说出几种复习过的做功与能量转化的关系例题1：如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨与水平面成0角放置。导轨间距为L,导轨上下两端接有阻值均为2R的电阻鸟和％，导轨的电阻不计。整个导轨处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。把一根质量为m,电阻也为7?的金属杆MN垂直于两根导轨放在导轨平面上，从静止开始释放，运动过程中金属杆与导轨接触良好。求：（1）金属杆运动的最大速度u的大小。B<R（2）金属杆MN达到最大速度时受到的安培力的大小。TOC\o"1-5"\h\z（3）金属杆MN达到最大速度时，杆上的热功率以及回路的总功/率。,/&（4）金属杆达到最大速度时，安培力功率的大小。-结论:功是能量转化的量度，在切割产生感应电流的过程中，的功等于回路中产生的电能；的功等于回路中产生的焦耳热。练习1、两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为。的斜面上，导轨的左端接有电阻A,导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。质量为m、电阻可不计的金属棒泌，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升苴X力高度。如图所示，在这过程中、夕Ok/f作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mg/z与电Z\阻a上发出的焦耳热之和恒力F与安培力的合力所做的功等于零#5^4丑恒力F与重力的合力所做的功等于电阻A上发出的焦耳热练习2、(2009天津)如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一导轨平面与水平面的夹角段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于导轨平面与水平面的夹角A.棒的机械能增加量B棒的动能增加量棒的重力势能增加量电阻R上放出的热量练习3、如图所示，A8和CD是足够长的平行光滑导轨，其间距为/,为。o整个装置处在磁感应强度为8的，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。AC端连有电阻值为人的电阻，若将一质量垂直于导轨的金属棒时在距8D端s处由静止释放，在时棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段。今用大小为尸，方向沿斜面向上的恒力把时棒从8D位置由静止推至距8D端s处，突然撤去恒力尸，棒时最后又回到BD端。求：时棒下滑过程中的最大速度。EF棒自8D端出发又回到8D端的整个过程中，有多少电能转化成了内能(金属棒、导轨的电阻均不计)？

、电磁感应过程中能量关系请说出能量转化守恒定律的内容例2、如图所不，电动机牵引一根原来静止的、长乙为Im、质量m为0.1kg的导体棒MN上升，导体棒的电阻A为1Q,架在竖直放置的框架上,它们处于磁感应强度8为1T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直。当导体棒上升7z=3.8m时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量为2J,电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A,电动机内阻r为1Q,不计框架电阻及一切摩擦，求：棒能达到的稳定速度；棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。结论:练习4、如图所不，金属杆ab和cd的长均为L,电阻均为R,质量分别为M和m,M>m.用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑不导电的圆棒两侧，两金属杆都处于水平位置，整个装置处于一与回路平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B,若金属杆ab恰好匀速向下运动，求运动速度.练习5、如图所示，半径为L的金属圆盘竖直放置，由圆盘中心和圆盘边缘通过触片接触两根导线连接一个阻值为R的电阻。匀强磁场与圆盘垂直，磁感应强度大小为B,在圆盘边缘缠有足够长的轻绳，末端连接质量为M的物体，将M由静止释放后，圆盘可绕通过圆心且垂直于盘面的固定转轴转动。忽略圆盘的电阻，求最终圆盘转动的角速度。0R练习6、如图所示位于竖直平面的正方形平面导线框abed,边长为上10cm,线框质量为m=0.1kg,0RTOC\o"1-5"\h\z电阻为R=0.5Q,其下方有一匀强磁场区域，该区域上、下两边界]间的距离为H(H>L),磁场的磁感应强度为B=5T,方向与线框'―平面垂直。今线框从距磁场上边界7i=30cm处自由下落，已知线框&―°币的de边