1、電磁感應(yīng)的能量問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題安培力的大小1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E = Blv感應(yīng)電流:ER+ rB1 2 3l2vR+ r2安培力公式：F = BIl1. 安培力的方向(1) 先用右手定則確定感應(yīng)電流方向，再用左手定則確定安培力方向。(2) 根據(jù)楞次定律，安培力方向一定和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向相反。處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析。4. 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題(1)解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加 速度為最大值或最小值的條件?；舅悸肥牵篍 = i AtE = BTeMi竺=4電學(xué)對(duì)象1電略i-nl-Livr)i Jt ：

2、聯(lián)外電路cIf-依 + hT卜ii聯(lián)II受力分析F立BTLF已fjftl1 力學(xué)對(duì)象TXLtfl電磁感應(yīng)中的能量問題1. 能量的轉(zhuǎn)化閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力。 外力克服安培力做功，將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。2. 實(shí)質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化，實(shí)質(zhì)是其它形式的能和電能之間的轉(zhuǎn)化。1. 能量轉(zhuǎn)化分析(1) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過程。(2) 當(dāng)磁場(chǎng)不動(dòng)、導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體所受安培力與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反，此即電磁阻尼。在這種情況下，安培力對(duì)導(dǎo)體做負(fù)功，即導(dǎo)體克服安培力做功，將機(jī)械

3、能轉(zhuǎn) 化為電能，當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其它形式的能，如通過電阻轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(焦耳熱)。即：其他形式的能 女口：機(jī)械能安培力做負(fù)功電流做功|其他形式的能 女口：內(nèi)能(3) 當(dāng)導(dǎo)體開始時(shí)靜止、磁場(chǎng)(磁體)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)向相反方向做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而受到安培力作用，這時(shí)安培力成為導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，此即電磁驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，安培力做正功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能。綜上所述，安培力做功是電能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的橋梁，表示如下：電能 WS 0其他形式的能。W安V 02. 求解焦耳熱Q的三種方法(1)直接法：Q = l2Rt功能關(guān)系法：Q = W克服安培力(3)能

4、量轉(zhuǎn)化法：Q=AE 其他能的減少量41 電磁感應(yīng)動(dòng)力學(xué)問題中，要抓好受力情況、運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析。導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)T感應(yīng)電流T通電導(dǎo)體受安培力 T合外力變化T加速度變化T速度變化，最終 加速度為零，導(dǎo)體達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定狀態(tài)。2 這類問題要抓住 “ 速度變化引起安培力變化 ”這個(gè)關(guān)系，并從分析物體的受力情況 與運(yùn)動(dòng)情況入手解決問題，這是解題的關(guān)鍵。6J福建泉州2015屆期末如圖甲所示,水平面上固定 著兩根間飯E二0.5 m的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ, 兩點(diǎn)間連接一個(gè)阻值R=3 0的電阻一根質(zhì)量 m =0*2 kg、電阻r = 2 U的金屬棒同垂直于導(dǎo)軌放 置.在金屬棒右側(cè)兩條虛線與

5、導(dǎo)軌之間的矩形區(qū)域內(nèi) 有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2 T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)磁場(chǎng)寬度=5.2 m.現(xiàn)對(duì)金屬棒施加一個(gè)大小F二 2 N、方向平行導(dǎo)軌向右的恒力，從金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)開 始計(jì)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)的計(jì)-E圖像如圖乙所示，運(yùn)動(dòng)過程中 金屬棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)*求： (I )金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受安培力的大小F蛍； (2)金屬棒通過磁場(chǎng)過程中電阻R產(chǎn)主的熱量Q十4O乙Ma、. NI I _ ； :F ： ；R ：P b f*_ d -*! 甲7東高密2015屆模擬如圖所示，兩根足夠長的光 滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距叫導(dǎo)軌上端連接 著電阻/?i - 1。，質(zhì)雖為用-0. 01 kg；電阻為

6、血= 0.2 ft的金屬桿咄與導(dǎo)軌垂克并接觸良好，導(dǎo)軌電阻 不計(jì)、整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面垂立的磁舗應(yīng)強(qiáng)度為=1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.ab桿由靜止釋放*若下落h = 0. 8 ni厲開始做勻速運(yùn)動(dòng),g取10 m/二求：* XMXX| . Ka hM X X| MMXXXX-X?；XK(1) 桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度大?。?2) 勻速運(yùn)動(dòng)過稈中桿也対端的電勢(shì)哪端高高 多少；2)該過程整個(gè)裝置產(chǎn)主的熱最89.2015江蘇金沙中學(xué)第四次模擬如圖甲所示，豎肓 平面內(nèi)有兩根間距為d的足夠長平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上端 接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為電阻為r的導(dǎo)庫榛夾 在兩導(dǎo)軌間，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦不計(jì)導(dǎo)軌間存 在垂直導(dǎo)軌平面、磁

7、感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感 應(yīng)強(qiáng)度月的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圏乙所示，在 0。時(shí)間內(nèi)，作用一外力使導(dǎo)體棒靜止，此時(shí)導(dǎo)體棒 距上端電阻丘距離為心在如時(shí)刻撤去外力.已知重力 加速度為臥試求；甲乙(1) 4時(shí)刻導(dǎo)體棒屮的電流大小和方向；(2) 導(dǎo)休棒運(yùn)動(dòng)的最大逮度叭若從靜止開始到導(dǎo)休棒達(dá)到最大速度，電阻/?產(chǎn) 生的熱量為Q,則這個(gè)過程中導(dǎo)休棒卜落的高度甩98.福建福州2015留期末如圖甲所示足夠長的光滑 平行金屬導(dǎo)軌檢譏PQ豎克放置.其寬度1 = 1叫一勻 強(qiáng)微場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與尸之間準(zhǔn) 接一阻值為R=0.4D fl的電阻，質(zhì)量為=0.01如 電阻為r=0. 30 Q的金屬棒ab緊

8、貼在導(dǎo)軌上，現(xiàn)使金 屬棒ah由靜止開始下滑，下滑過程中ab始終保持水 平,且與導(dǎo)軌接觸良好*其下滑跖離x 口吋間f的關(guān)系 如圖乙所示，圖像中的04段為曲線川號(hào)段為有線，導(dǎo)執(zhí)電阻不計(jì)怡山）（恕略亦棒運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)原（1）判斷金屬棒兩端叭A的電箱高低;（戈）求磁感應(yīng)疆度百的大??；仆）在金屬棒胡從開始運(yùn)動(dòng)的1.5 s內(nèi)，電阻R丄產(chǎn)牛的藝量-10江蘇南京、鹽城2015屆一摸如圖所 ；j 示,在水平虛線范圍內(nèi)有7?二5 T，高/八 亍一x 度為h = L0叫方向垂直紙面向里的x一x一0 勻強(qiáng)磁場(chǎng)*質(zhì)量m=0,2 k幻邊長二+F1.0 m的正方形線框亦皿，其電阻K二rfJLcL0 UcJ邊跟磁場(chǎng)下邊界平行且

9、相距一段距離現(xiàn)用F = 3N豎直向上的恒力由靜止開始拉動(dòng)線框，皿邊剛進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)，恰好 做勻速運(yùn)動(dòng)，并穿過磁場(chǎng)區(qū)域，最后到達(dá)U位置.整個(gè) 過程中線框保持在豎直平面內(nèi)，求線框(1) 開始運(yùn)動(dòng)的加速度；(2) 剛進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)兩點(diǎn)間電勢(shì)差；在穿越磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱.io1.電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問題的動(dòng)態(tài)分析聯(lián)系電磁感應(yīng)與力學(xué)問題的橋梁是磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力，由于感應(yīng)電流與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的加速度有著相互制約關(guān)系，因此導(dǎo)體一般不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，而是經(jīng)歷一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程再趨于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，分析這一動(dòng)態(tài)過程的基本思路是：導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)一E綃感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 錯(cuò)誤！感應(yīng)電流 錯(cuò)誤！通電導(dǎo)體受安培力t合外力變化叟加速度變化t速度變化t周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn) 定的臨界狀態(tài)。2.解題步驟(1) 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律、右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。應(yīng)用閉合電路