电磁感应中能量问题.ppt

* * 复习精要 07年1月苏州市教学调研测试15 06年广东东莞中学高考模拟试题14 07年4月苏州中学调研试卷18 07年4月苏州中学调研试卷15 07年苏锡常镇四市一模 17 07年1月海淀区期末练习19 07年广东普宁市华侨中学三模卷17 07年江苏省扬州市一模16 电磁感应中的能量问题 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叫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。 15．（14分）如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻不计。整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加，B=kt，其中k为常数。金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，t=0时，金属棒ab与MN相距非常近．求： （1）当t=to时，水平外力的大小F． （2）同学们在求t=to时刻闭合回路 消耗的功率时，有两种不同的求法： 方法一： t=to 时刻闭合回路消耗的 功率P=F·v． 方法二：由F =Bld，得 　（其中R为回路总电阻） 这两种方法哪一种正确?请你做出判断,并简述理由. 07年1月苏州市教学调研测试15 v M N a b B 解： （1）回路中的磁场变化和导体切割磁感线都产生感应电动势, v M N a b B vt0 据题意，有 B = k t0 联立求解得 得 F=BId ⑦ （2）方法一错，方法二对； 方法一认为闭合回路所消耗的能量全部来自于外力所做的功，而实际上磁场的变化也对闭合回路提供能量。 方法二算出的I是电路的总电流，求出的是闭合回路消耗的总功率。 题目 06年广东东莞中学高考模拟试题14 14．（14分）如图所示，一根电阻为R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r=1m，圆形线圈质量m=1kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直于线圈平面B=0.5T的匀强磁场。若线圈以初动能E0=5J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5m时，线圈中产生的电能为Ee=3J。求： （1）此时线圈的运动速度 （2）此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压 （3）此时线圈加速度大小 y x E0 O B 解: （1）设线圈进入磁场0.5m时的速度为V,由能量守恒, y O B x V 解得V=2 m/s （2）线圈切割磁感线的有效长度 电动势 电流 两点间电压 （3）F = ma = BIL 线圈加速度大小 a=2.5 m/s2 07年4月苏州中学调研试卷18 18．如图，ef,gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动。 （1）若施加的水平外力恒为F=8N， 则金属棒达到的稳定速度v1是多少？ （2）若施加的水平外力的功率恒为 P=18W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？ （3）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程所需的时间是多少？ c d R F e g f