(含答案)電磁感應中的能量問題分析

1、1電磁感應中的能量問題分析一、基礎知識1、過程分析(1)電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生感應電流的過程，實質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過程(2)電磁感應過程中產(chǎn)生的感應電流在磁場中必定受到安培力的作用，因此，要維持感應電流的存在，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)當感應電流通過用電器時，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能安培力做功的過程，或通過電阻發(fā)熱的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程

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，可以利用電路結構及W＝UIt或Q＝I2Rt直接進行計算(2)若電流變化，則：①利用安培力做的功求解：電磁感應中產(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：若只有電能與機械能的轉(zhuǎn)化，則機械能的減少量等于產(chǎn)生的電能3、電磁感應中能量轉(zhuǎn)化問題的分析技巧a、電磁感應過程往往涉及多種能量的轉(zhuǎn)化(1)如圖中金屬棒ab沿導軌由靜止下滑時，重力勢能減少，一部分

3、用來克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為感應電流的電能，最終在R上轉(zhuǎn)化為焦耳熱，另一部分轉(zhuǎn)化為金屬棒的動能(2)若導軌足夠長，棒最終達到穩(wěn)定狀態(tài)做勻速運動，之后重力勢能的減小則完全用來克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為感應電流的電能b、安培力做功和電能變化的特定對應關系(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)安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能c、解決此類問題的步驟(1)用法

4、拉第電磁感應定律和楞次定律(包括右手定則)確定感應電動勢的大小和方向(2)畫出等效電路圖，寫出回路中電阻消耗的電功率的表達式(3)分析導體機械能的變化，用能量守恒關系得到機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，設細導線剛斷開時，通過金屬框ef邊電流為I′，則通過cd邊的電流為3I′則：2FT－Mg－B2I′L2－3B2I′L2＝0解得

5、I′＝0.5A通過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設此時棒的速度為v1，則有I1＝B1L1v1r＋R1＋R′解得v1＝3.75ms(3)當棒下滑高度為h時，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＝