电磁感应复习3能量转化问题pp

电磁感应中的能量转化1.电磁感应现象的实质是不同形式能量转化的过程。产生和 1.电磁感应现象的实质是不同形式能量转化的过程。 电磁感应现象的实质是不同形式能量转化的过程 维持感应电流的存在的过程就是其它形式的能量转化为感应 电流电能的过程。 电流电能的过程。 2.安培力做正功的过程是电能转化为其它形式能量的过程, 2.安培力做正功的过程是电能转化为其它形式能量的过程, 安培力做正功的过程是电能转化为其它形式能量的过程 安培力做多少正功,就有多少电能转化为其它形式能量。 安培力做多少正功,就有多少电能转化为其它形式能量。 3.安培力做负功的过程是其它形式能量转化为电能的过程,克 3.安培力做负功的过程是其它形式能量转化为电能的过程, 安培力做负功的过程是其它形式能量转化为电能的过程 服安培力做多少功,就有多少其它形式能量转化为电能。 服安培力做多少功,就有多少其它形式能量转化为电能。

4.导体在达到稳定状态之前，外力移动导体所做的功,一部分 导体在达到稳定状态之前，外力移动导体所做的功, 导体在达到稳定状态之前 用于克服安培力做功, 用于克服安培力做功,转化为产生感应电流的电能或最后转化 为焦耳热,另一部分用于增加导体的动能。 为焦耳热,另一部分用于增加导体的动能。 5.导体在达到稳定状态之后,外力移动导体所做的功,全部用于 导体在达到稳定状态之后,外力移动导体所做的功, 导体在达到稳定状态之后 克服安培力做功, 克服安培力做功,转化为产生感应电流的电能并最后转化为焦 耳热。 耳热。 6.用能量转化和守恒的观点解决电磁感应问题 只需要从全过 用能量转化和守恒的观点解决电磁感应问题,只需要从全过 用能量转化和守恒的观点解决电磁感应问题 程考虑,不涉及电流产生过程的具体的细节 可以使计算方便, 不涉及电流产生过程的具体的细节, 程考虑 不涉及电流产生过程的具体的细节,可以使计算方便, 解题简便。 解题简便。

例1、如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一 、如图所示， 根长l=0.4m 的金属棒 ，其电阻 的金属棒ab,其电阻r=0.1 .框架左端 根长 的电阻R=0.4 .垂直框面的匀强磁场的磁感强度 的电阻 B=0.1T.当用外力使棒 以速度 以速度v=5m/s右移时， 右移时， .当用外力使棒ab以速度 / 右移时 ab棒中 棒中 a 0.2V 产生的感应电动势E= ____ , 产生的感应电动势 R 通过ab棒的电流I=____ , 通过ab棒的电流I=____ 棒的电流 0.4A v B ab棒两端的电势差 ab=____ , 棒两端的电势差U 0.16V 棒两端的电势差 b 在电阻R上消耗的功率 上消耗的功率P ____ 在电阻 上消耗的功率 R=

0.064W , 在ab棒上消耗的发热功率 r= 0.016W, 棒上消耗的发热功率P ____ 棒上消耗的发热功率 切割运动中产生的电功率P= ____ . 切割运动中产生的电功率 0.08W

例2、如图所示，矩形线框先后以不同的速度 1和 v 2 、如图所示，矩形线框先后以不同的速度v 匀速地完全拉出有界匀强磁场。设线框电阻为R, 匀速地完全拉出有界匀强磁场。设线框电阻为 ，且 两次的始末位置相同,求 (1)通过导线截面的电量之比 通过导线截面的电量之比 (2)两次拉出过程外力做功之比 两次拉出过程外力做功之比 (3)两次拉出过程中电流的功率之比 两次拉出过程中电流的功率之比 解: q=I t=E t/R= Φ/R

∴ q1 /q2 =1 W=FL=BIlL=B2l2vL/R∝v ∝ ∴ W1/W2=v1/v2 P= E2/R = B2 l2 v2/R ∝v2 ∴ P1/P2= v12 / v22

v B

的矩形线框， 例3、如图所示，电阻为 的矩形线框，长为 ，宽为 ， 、如图所示，电阻为R的矩形线框 长为l 宽为a, 在外力作用下，以速度v向右运动 通过宽度为d, 向右运动， 在外力作用下 ，以速度 向右运动 ， 通过宽度为 ， 磁 感应强度为B的匀强磁场中 的匀强磁场中， 感应强度为 的匀强磁场中 ， 在下列两种情况下求外 力做的功： 力做的功：(a) l <d 时；(b) l >d 时。 ) 解： (a)线框进入和穿出时产生感应电动势 E=Bav 进入时做功 W1=E2 t /R=( Bav)2×l /v×R= B2a2 l v/R × 穿出时做功 W2= W1 a

∴ W=2B2a2 l v/R

l

(b)线框进入和穿出时产生感应电动势 E=Bav ) 进入时做功 W1=E2 t′/ R =( Bav)2×d /v×R= B2a2 d v/R ( ) × a 穿出时做功 W2= W1 l 2 2

B d

∴ W=2B a d v/R

B d

年高考26、 例4、 89年高考 、 、 年高考 电阻为R的矩形导线框 边长ab=l, ad=h,质量为 ，自某一 电阻为 的矩形导线框abcd,边长 的矩形导线框 边长 ，质量为m, 高度自由落体，通过一匀强磁场 磁场方向垂直纸面向里 磁场方向垂直纸面向里， 高度自由落体，通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里，磁场 区域的宽度为h 如图 若线框恰好以恒定速度通过磁场， 如图， 区域的宽度为 ,如图，若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框 内产生的焦耳热等于 2mgh 。 h 由能量守恒定律,线框通过磁场时减少 解: 由能量守恒定律 线框通过磁场时减少 的重力势能转化为线框的内能， 的重力势能转化为线框的内能，所以 Q=2mgh h d c l a b

三根导线， 例5、用同种材料粗细均匀的电阻丝做成 、cd 、ef 三根导线， 、用同种材料粗细均匀的电阻丝做成ab ef较长，分别放在电阻可忽略的光滑平行导轨上，如图，磁场是 较长， 较长 分别放在电阻可忽略的光滑平行导轨上，如图， 均匀的，用外力使导线水平向右做匀速运动，( ,(每次只有一根导 均匀的，

用外力使导线水平向右做匀速运动，(每次只有一根导 线在导轨上),而且每次外力做功的功率相同， ),而且每次外力做功的功率相同 线在导轨上),而且每次外力做功的功率相同，则下列说法 正确的是 ( B D )

a

c

e

A B. C. D.

ab 运动得最快 ef 运动得最快 导线产生的感应电动势相等 每秒钟产生的热量相等

b

d

f

提示： 指切割磁感应线的有效长度 指切割磁感应线的有效长度, 提示： L指切割磁感应线的有效长度 所以 三次的感应电动势相等。 三次的感应电动势相等。P=E2/R=(BLv)2/R。 ( ) 。 三根电阻丝的电阻R 三根电阻丝的电阻 ab<Rcd < Ref

如图示， 为平行的水平放置的光滑金属导轨， 例6 、如图示，MN和PQ为平行的水平放置的光滑金属导轨，导 和 为平行的水平放置的光滑金属导轨 轨电阻不计， 、 为两根质量均为 的导体棒垂直于导轨， 为两根质量均为m的导体棒垂直于导轨 轨电阻不计，ab、cd为两根质量均为 的导体棒垂直于导轨，导 体棒有一定电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中， 体棒有一定电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，原来两 导体棒都静止。 棒受到瞬时冲量而向右以速度v 导体棒都静止。当ab棒受到瞬时冲量而向右以速度 0运动后， 棒受到瞬时冲量而向右以速度 运动后， (设导轨足够长，磁场范围足够大，两棒不相碰) ( 设导轨足够长，磁场范围足够大，两棒不相碰) ) CD A.cd棒先向右做加速运动，然后做减速运动 棒先向右做加速运动， . 棒先向右做加速运动 B.cd棒向右做匀加速运动 . 棒向右做匀加速运动 C.ab棒和 棒最终将以 0 /2的速度匀速向右运动 棒和cd棒最终将以 . 棒和 棒最终将以v 的速度匀速向右运动 D.从开始到 、cd都做匀速运动为止，在两棒的电 阻 都做匀速运动为止， .从开始到ab、 都做匀速运动为止 上消耗的电能是1/4 mv 02 上消耗的电能是M

a

c

N

P

b

d

Q

年高考29. 例7 、 93年高考 年高考 两金属杆ab和 长均为 电阻均为R, 质量分别为M和 长均为l 两金属 …… 此处隐藏：5127字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……