电磁感应中的能量问题PPT格式课件下载.ppt

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安培力做正功和克服安培力做功的区别：

电磁感应的过程，同时总伴随着能量的转化和电磁感应的过程，同时总伴随着能量的转化和守恒，当外力克服安培力做功时，就有其它形守恒，当外力克服安培力做功时，就有其它形式的能转化为电能；

当安培力做正功时，就有式的能转化为电能；

当安培力做正功时，就有电能转化为其它形式的能。

电能转化为其它形式的能。

4.在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及求解焦耳热在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及求解焦耳热的问题。

尤其是变化的安培力，不能直接由的问题。

尤其是变化的安培力，不能直接由Q=I2Rt解，用能量守恒的方法就可以不必追究变力、变电流解，用能量守恒的方法就可以不必追究变力、变电流做功的具体细节，只需弄清能量的转化途径，注意分做功的具体细节，只需弄清能量的转化途径，注意分清有多少种形式的能在相互转化，用能量的转化与守清有多少种形式的能在相互转化，用能量的转化与守恒定律就可求解，而用能量的转化与守恒观点，只需恒定律就可求解，而用能量的转化与守恒观点，只需从全过程考虑，不涉及电流的产生过程，计算简便。

从全过程考虑，不涉及电流的产生过程，计算简便。

这样用守恒定律求解的方法最大特点是省去许多细节，这样用守恒定律求解的方法最大特点是省去许多细节，解题简捷、方便。

解题简捷、方便。

036.江苏泰州市江苏泰州市0708学年度第二学期期初联考学年度第二学期期初联考1515（本题本题12分分）如图所示，光滑导轨如图所示，光滑导轨MN、PQ在同在同一水平内平行固定放置，其间距一水平内平行固定放置，其间距d=1m，右端通过导，右端通过导线与阻值线与阻值RL=8的小灯泡的小灯泡L相连，相连，CDEF矩形区域内矩形区域内有竖直向下磁感应强度有竖直向下磁感应强度B=1T的匀强磁场，一质量的匀强磁场，一质量m=50g、阻值为、阻值为R=2的金属棒在恒力的金属棒在恒力F作用下从静作用下从静止开始运动止开始运动s=2m后进入磁场恰好做匀速直线运动。

后进入磁场恰好做匀速直线运动。

（不考虑导轨电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良不考虑导轨电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触好接触）。

求：

。

（1）恒力）恒力F的大小；

的大小；

（2）小灯泡发光时的电功率。

）小灯泡发光时的电功率。

LFMdsFEPQDCN解：

解：

（1）对导体棒用动能定理：

）对导体棒用动能定理：

导体棒进入磁场恰好做匀速直线运动导体棒进入磁场恰好做匀速直线运动代入数据，根据代入数据，根据、方程可解得：

方程可解得：

（2）PL=5.12W042.08年苏、锡、常、镇四市教学情况调查

（一）年苏、锡、常、镇四市教学情况调查

（一）1515（14分分）如如图图所所示示，光光滑滑且且足足够够长长的的平平行行金金属属导导轨轨MN和和PQ固固定定在在同同一一水水平平面面上上，两两导导轨轨间间距距L=0.2m，电电阻阻R=0.4，导导轨轨上上静静止止放放置置一一质质量量m=0.1kg、电电阻阻r=0.1的的金金属属杆杆，导导轨轨电电阻阻忽忽略略不不计计，整整个个装装置置处处在在磁磁感感应应强强度度B=0.5T的的匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场的的方方向向竖竖直直向向下下，现现用用一一外外力力F沿沿水水平平方方向向拉拉杆杆，使使之之由由静静止止起起做做匀匀加加速速运运动动并并开开始始计计时时，若若5s末末理理想想电电压表的读数为压表的读数为0.2V.求：

（1）5s末时电阻末时电阻R上消耗的电功率；

上消耗的电功率；

（2）金属杆在）金属杆在5s末的运动速率；

末的运动速率；

（3）5s末时外力末时外力F的功率的功率.FMVRQNP解：

（解：

（1）

（2）E=BlvU=IR由以上各式得由以上各式得v=2.5m/s（3）金属棒的加速度）金属棒的加速度由牛顿定律由牛顿定律F-F安安=maF安安=BIlP=Fv由以上各式得由以上各式得P=0.25W028.上海普陀区上海普陀区08年年1月期末调研试卷月期末调研试卷2020、（、（12分）如图所示，一有界匀强磁场，磁感应强分）如图所示，一有界匀强磁场，磁感应强度大小均为度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为宽度均为L，在磁场区域的左侧相距为，在磁场区域的左侧相距为L处，有一边处，有一边长为长为L的正方形导体线框，总电阻为的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面，且线框平面与磁场方向垂直。

现使线框以速度与磁场方向垂直。

现使线框以速度V匀速穿过磁场区匀速穿过磁场区域。

若以初始位置为计时起点，规定域。

若以初始位置为计时起点，规定B垂直纸面向里垂直纸面向里时为正，时为正，

（1）试画出线框通过磁场区域过程中，线框中的磁）试画出线框通过磁场区域过程中，线框中的磁通量通量与前进的时间与前进的时间t之间的函数关系；

之间的函数关系；

（2）求线框在通过磁场过程中）求线框在通过磁场过程中,线框中电流的最大值线框中电流的最大值;

（3）求线框在通过磁场过程中）求线框在通过磁场过程中,拉力功率的最大值；

拉力功率的最大值；

（4）在此过程中，线框中产生的热量）在此过程中，线框中产生的热量Q。

（1）LLLBLB01242见图见图

（2）线框穿过两磁场分界区域过程中电流最大线框穿过两磁场分界区域过程中电流最大（3）（4）线框进入左磁场和穿过线框进入左磁场和穿过右磁场过程中的感应电流右磁场过程中的感应电流I1024.上海市徐上海市徐汇区区07年第一学期期末年第一学期期末试卷卷99如如图所示，相距所示，相距为d的两条水平虚的两条水平虚线L1、L2之之间是是方向水平向里的匀方向水平向里的匀强强磁磁场，磁感，磁感应强强度度为B，正方形，正方形线圈圈abcd边长为L（Ld）,质量量为m，电阻阻为R，将，将线圈圈在磁在磁场上方高上方高h处静止静止释放，放，cd边刚进入磁入磁场时速度速度为v0，cd边刚离开磁离开磁场时速度也速度也为v0，则线圈穿越磁圈穿越磁场的的过程中（从程中（从cd边刚进入磁入磁场起一直到起一直到ab边离开磁离开磁场为止）止）（）（A）感）感应电流所做的功流所做的功为mgd（B）感）感应电流所做的功流所做的功为2mgd（C）线圈的最小速度可能圈的最小速度可能为（D）线圈的最小速度一定圈的最小速度一定为dhdabcL1L2BBCD解见下页解见下页cd边刚进入磁场到边刚进入磁场到cd边刚离开磁场时过程中边刚离开磁场时过程中,动能动能不变不变,由能量守恒定律由能量守恒定律,感应电流所做的功等于重力势感应电流所做的功等于重力势能的减小能的减小mgd,即线圈进入磁场过程中感应电流所做的即线圈进入磁场过程中感应电流所做的功为功为mgd，解：

dhdabcL1L2同理同理,线圈离开磁场过程中感应电流所做的功也为线圈离开磁场过程中感应电流所做的功也为mgd,则线圈穿越磁场的过程中感应电流所做的功为则线圈穿越磁场的过程中感应电流所做的功为2mgd.则则B对对A错。

错。

cd边刚进入磁场时速度为边刚进入磁场时速度为v0，cd边边刚离开磁场时速度也为刚离开磁场时速度也为v0，可见线，可见线圈一定是先减速后加速再减速圈一定是先减速后加速再减速,线圈线圈的的ab边离开磁场时的速度一定最小边离开磁场时的速度一定最小.dhdabcL1L2从静止开始到线圈刚穿出磁场的过程中，从静止开始到线圈刚穿出磁场的过程中，由动能定理由动能定理，D对。

对。

线圈刚好全部进入磁场时的速度也一定最小，这线圈刚好全部进入磁场时的速度也一定最小，这时的磁场力可能恰好等于时的磁场力可能恰好等于mg，mgF，C对。

题目题目031.上海市静安区上海市静安区07-08学年第一学期期末学年第一学期期末检测2323（14分）质量为分）质量为m边长为边长为l的正方形线框，从有界的正方形线框，从有界的匀强磁场上方由静止自由下落，线框电阻为的匀强磁场上方由静止自由下落，线框电阻为R，匀，匀强磁场的宽度为强磁场的宽度为H（Hl），磁感强度为），磁感强度为B，线框下，线框下落过程中落过程中ab边与磁场界面平行。

已知边与磁场界面平行。

已知ab边刚进入磁场边刚进入磁场和刚穿出磁场时都作减速运动，加速度大小均为和刚穿出磁场时都作减速运动，加速度大小均为ag/3。

试求：

（1）ab边刚进入磁场时，线框的速度；

边刚进入磁场时，线框的速度；

（2）cd边刚进入磁场时，线框的速度；

（3）线框经过磁场的过程中产生的热能。

）线框经过磁场的过程中产生的热能。

cabHdB解：

（1）设）设ab边刚进入磁场时，线框的速度边刚进入磁场时，线框的速度v1，对线框有：

，对线框有：

由由、得：

得：

BcabHdv1

（2）设）设cd边刚进入磁场时，线框的速度边刚进入磁场时，线框的速度v2，v1BcabHdv2由于由于ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时都作减速运动边刚进入磁场和刚穿出磁场时都作减速运动,加速度大小相等，可见加速度大小相等，可见ab边刚穿出磁场时的速度恰边刚穿出磁场时的速度恰好也等于好也等于v1，从从cd边刚进入磁场到边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场，对线框有：

边刚穿出磁场，对线框有：

题目题目（3）从线框开始进入磁场到完全穿出磁场，减）从线框开始进入磁场到完全穿出磁场，减少的机械能全部转化为电能。

少的机械能全部转化为电能。

减少的动能为：

减少的重力势能为：

产生的热能为：

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