含答案電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題分析

1、1電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題分析一、基礎(chǔ)知識(shí)1、過(guò)程分析(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程(2)電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力的作用，因此，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能(3)當(dāng)感應(yīng)電流通過(guò)用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能安培力做功的過(guò)程，或通過(guò)電阻發(fā)熱的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程

2、安培力做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2、求解思路(1)若回路中電流恒定，可以利用電路結(jié)構(gòu)及W＝UIt或Q＝I2Rt直接進(jìn)行計(jì)算(2)若電流變化，則：①利用安培力做的功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；②利用能量守恒求解：若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能3、電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析技巧a、電磁感應(yīng)過(guò)程往往涉及多種能量的轉(zhuǎn)化(1)如圖中金屬棒ab沿導(dǎo)軌由靜止下滑時(shí)，重力勢(shì)能減少，一部分

3、用來(lái)克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能，最終在R上轉(zhuǎn)化為焦耳熱，另一部分轉(zhuǎn)化為金屬棒的動(dòng)能(2)若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，棒最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)做勻速運(yùn)動(dòng)，之后重力勢(shì)能的減小則完全用來(lái)克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能b、安培力做功和電能變化的特定對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能(2)安培力做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能c、解決此類問(wèn)題的步驟(1)用法

4、拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(包括右手定則)確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向(2)畫出等效電路圖，寫出回路中電阻消耗的電功率的表達(dá)式(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程，聯(lián)立求解3I＝Er＋R1＋R2E＝B1L1vmax代入數(shù)據(jù)解得：vmax＝7ms(2)閉合S后，設(shè)細(xì)導(dǎo)線剛斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)金屬框ef邊電流為I′，則通過(guò)cd邊的電流為3I′則：2FT－Mg－B2I′L2－3B2I′L2＝0解得

5、I′＝0.5A通過(guò)R2的電流I2＝3I′r0R2I2＝1A電路總電流I1＝I2＋4I′＝3A金屬框接入電路總電阻R框＝Ω34R2與R框并聯(lián)電阻為R′，R′＝＝ΩR框R2R框＋R212設(shè)此時(shí)棒的速度為v1，則有I1＝B1L1v1r＋R1＋R′解得v1＝3.75ms(3)當(dāng)棒下滑高度為h時(shí)，棒上產(chǎn)生的熱量為Qab，R1上產(chǎn)生的熱量為Q1，R2與R框上產(chǎn)生的總熱量為Q′，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有mgh＝mv＋Qab＋Q1＋Q′1221Qab＝