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* 电磁感应中的能量问题 /g/78.html 复习精要 1.? 产生和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。 导体在达到稳定状态之前,外力移动导体所做的功，一部分消耗于克服安培力做功，转化为产生感应电流的电能或最后在转化为焦耳热，另一部分用于增加导体的动能，即 E电 WF –Wf =ΔE Q 当导体达到稳定状态（作匀速运动时），外力所做的功，完全消耗于克服安培力做功，并转化为感应电流的电能或最后在转化为焦耳热 E电 Q WF =Wf 2.在电磁感应现象中，能量是守恒的。楞次定律与能量守恒定律是相符合的，认真分析电磁感应过程中的能量转化，熟练地应用能量转化与守恒定律是求解较复杂的电磁感应问题常用的简便方法。 3.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。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。 036.江苏泰州市07～08学年度第二学期期初联考15 15．(本题12分)如图所示，光滑导轨MN、PQ在同一水平内平行固定放置，其间距d=1m，右端通过导线与阻值RL=8Ω的小灯泡L相连，CDEF矩形区域内有竖直向下磁感应强度B=1T的匀强磁场，一质量m=50g、阻值为R=2Ω的金属棒在恒力F作用下从静止开始运动s=2m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好接触)。求： （1）恒力F的大小； （2）小灯泡发光时的电功率。 L F M d s F E P Q D C N 解： （1）对导体棒用动能定理： ① ∵导体棒进入磁场恰好做匀速直线运动 ② 代入数据，根据①、②方程可解得： （2） PL=5.12W 042.08年苏、锡、常、镇四市教学情况调查（一）15 15．（14分）如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上静止放置一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止起做匀加速运动并开始计时，若5s末理想电压表的读数为0.2V.求： （1）5s末时电阻R上消耗的电功率； （2）金属杆在5s末的运动速率； （3）5s末时外力F的功率. F M V R Q N P 解：（1） （2）E=Blv U=IR 由以上各式得 v=2.5m/s （3）金属棒的加速度 由牛顿定律 F - F安 = ma F安 = B I l P=F v 由以上各式得 P=0.25W 028.上海普陀区08年1月期末调研试卷20 20、（12分）如图所示，一有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧相距为L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直。现使线框以速度V匀速穿过磁场区域。若以初始位置为计时起点，规定B垂直纸面向里时为正， （1）试画出线框通过磁场区域过程中，线框中的磁通量Φ与前进的时间t之间的函数关系； （2）求线框在通过磁场过程中,线框中电流的最大值; （3）求线框在通过磁场过程中,拉力功率的最大值； （4）在此过程中，线框中产生的热量Q。 解：(1) L L L B L B 0 1 2 4 2 见图 (2)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 右磁场过程中的感应电流I1 024.上海市徐汇区07年第一学期期末试卷9 9．如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L（L＜d）,质量为m，电阻为R，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，则线圈穿越磁场的过程中（从cd边刚进入磁场起一直到 ab边离开磁场为止） （ ） （A）感应电流所做的功为mgd （B）感应电流所做的功为2mgd （C）线圈的最小速度可能为 （D）线圈的最小速度一定为 d h d a b c L1 L2