1、电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量问题考查重点电磁答题，高考重点！1 1知识精讲知识精讲基础回顾法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律：类型一：平动切割型类型一：平动切割型类型二：转动切割型类型二：转动切割型通过导体电荷量的计算：通过导体电荷量的计算：动能定理、功能关系、能量守恒的理解与应用动能定理、功能关系、能量守恒的理解与应用rRntIq精讲剖析1.电磁感应现象中的能量转化2.实质电磁感应现象的能量转化,实质是其他形式的能和电能之间的转化。注意：一般电路中都为纯电阻电路，所以克服安培力做功产生的电能全部转化为电路中的焦耳热。2.求解焦耳热Q的三种方法 精讲剖析只适用于恒定电流典例探究例例
2、1 (多选多选)如图所示，平行导轨放在斜面上，匀强磁场垂直斜面向上，恒力如图所示，平行导轨放在斜面上，匀强磁场垂直斜面向上，恒力F拉拉动金属杆动金属杆ab从静止开始沿导轨向上滑动，接触良好，导轨光滑从静止开始到从静止开始沿导轨向上滑动，接触良好，导轨光滑从静止开始到ab杆到达最大速度的过程中，恒力杆到达最大速度的过程中，恒力F做功为做功为W，ab杆克服重力做功为杆克服重力做功为W1，ab杆克服杆克服安培力做功为安培力做功为W2，ab杆动能的增加量为杆动能的增加量为Ek，电路中产生的焦耳热为，电路中产生的焦耳热为Q，ab杆重力杆重力势能增加量为势能增加量为Ep，则，则()AWQW1W2EkEpB
3、WQW1W2EkCWQEkEpDW2Q，W1Ep单棒切割型点拨解析所以有所以有WQEkEpWW1W2Ek，解解：以以ab杆为研究对象，根据动能定理可得：杆为研究对象，根据动能定理可得：题干信息：题干信息：恒力恒力F做功为做功为W，ab杆克杆克服重力做功为服重力做功为W1，ab杆克服安培力做杆克服安培力做功为功为W2，ab杆动能的增加量为杆动能的增加量为Ek，电路中产生的焦耳热为电路中产生的焦耳热为Q，ab杆重力杆重力势能增加量为势能增加量为Ep，分析：分析：以以ab杆为研究对象杆为研究对象，在其运动过程中，有重力，在其运动过程中，有重力与拉力做功，且涉及动能变化量，所以选用动能定理与拉力做功，
4、且涉及动能变化量，所以选用动能定理求解，而涉及到的焦耳热可根据功能关系计算。求解，而涉及到的焦耳热可根据功能关系计算。解得：解得：WW1W2Ek根据功能关系可知：根据功能关系可知：ab杆克服安培力做功为杆克服安培力做功为W2Q，ab杆克服重力做功为杆克服重力做功为W1Ep点拨解析精讲剖析思考：思考：如果是一个线框穿越有界磁场时，线框进出时的感应电流方向与感如果是一个线框穿越有界磁场时，线框进出时的感应电流方向与感 应电应电动势都是什么情况呢？动势都是什么情况呢？线框切割型X XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX Xbadc线框切割型X XX XX XX XX XX
5、XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX Xbadc点击播放badc线框刚进入磁场时，是哪线框刚进入磁场时，是哪条边在切割磁感线呢？条边在切割磁感线呢？精讲剖析线框切割型X XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX Xbadc点击播放badc线框部分进入磁场后，是线框部分进入磁场后，是哪条边在切割磁感线呢？哪条边在切割磁感线呢？精讲剖析线框切割型X XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX Xbadc点击播放badc线框全部进入磁场后，是线框全部
6、进入磁场后，是哪条边在切割磁感线呢？哪条边在切割磁感线呢？精讲剖析线框切割型X XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX Xbadc点击播放badc线框将要离开磁场时，是线框将要离开磁场时，是哪条边在切割磁感线呢？哪条边在切割磁感线呢？精讲剖析线框切割型X XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX Xbadc点击播放badc线框部分离开磁场后，是线框部分离开磁场后，是哪条边在切割磁感线呢？哪条边在切割磁感线呢？精讲剖析典例探究例例2如图所示，匀强磁场方向垂直于如图所示，匀强磁
7、场方向垂直于线框线框平面，平面，在外力的作用下拉着在外力的作用下拉着线框匀速地线框匀速地穿穿过过有界磁场，有界磁场，则下列说法中则下列说法中正确的是正确的是( )A线框线框进出磁场的两个过程中切割磁感线的部位相同进出磁场的两个过程中切割磁感线的部位相同B线框线框进出磁场的两个过程中进出磁场的两个过程中bc边的电压大小之比为边的电压大小之比为4：1C线框线框进出磁场的两个过程中进出磁场的两个过程中通过线圈横截面的电荷量之比通过线圈横截面的电荷量之比1：2D线框线框进出磁场的两个过程中产生的热量之比为进出磁场的两个过程中产生的热量之比为1：1X XX XX XX XX XX XX XX XX XX
8、 XX XX Xbadc点拨解析题干信息：题干信息：A线框进出磁场的两个过程中切割磁感线的部位相同线框进出磁场的两个过程中切割磁感线的部位相同B线框进出磁场的两个过程中线框进出磁场的两个过程中bc边的电压大小之比为边的电压大小之比为4：1C线框进出磁场的两个过程中通过线圈横截面的电荷量之比线框进出磁场的两个过程中通过线圈横截面的电荷量之比1：2D线框进出磁场的两个过程中产生的热量之比为线框进出磁场的两个过程中产生的热量之比为1：1分析：分析：A.进入磁场时是进入磁场时是bc边切割磁感线，离开磁场时是边切割磁感线，离开磁场时是ad边切割磁感线，故两次切割磁感线的部位不相同。边切割磁感线，故两次切
9、割磁感线的部位不相同。X XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XbadcB.线框进入磁场时线框进入磁场时 ，离开磁场时，离开磁场时 。BLvUbc43BLvUbc41C.根据根据 可知两个过程中电荷量之比为可知两个过程中电荷量之比为1：1。RnqD.根据根据 可知两个过程中产热之比为可知两个过程中产热之比为1：1。 RtRBLvRtIQ22)(变式变式如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线框从同一位置匀速如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有界磁场，第一次速度地拉出有界磁场，第一次速度v1v，第二次速度，第二次速度v
10、22v，在先、后两次过程中，正，在先、后两次过程中，正确的是确的是( )A线框中感应电流之比为线框中感应电流之比为1：2B线框中产生热量之比为线框中产生热量之比为1：2C沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为1：2D通过线圈横截面的电荷量之比通过线圈横截面的电荷量之比1：2点拨解析3 3课堂总结课堂总结课堂总结能量转化问题的分析程序：先电后力再能量 强化训练练习练习1如图所示，光滑平行的水平金属导轨如图所示，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距相距l，在，在M点和点和P点间接一个阻值点间接一个阻值为为R的电阻，在两导轨间的电阻，在两导轨间OO1O1O矩
11、形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁的匀强磁场，磁感应强度大小为场，磁感应强度大小为B。一质量为。一质量为m、电阻为、电阻为r的导体棒的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距左边界相距d0。现用一大小为。现用一大小为F、水平向右的恒力拉、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒棒，使它由静止开始运动，棒ab在在离开磁场前已经做匀速直线运动离开磁场前已经做匀速直线运动(棒棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计)。求：。求：(1)棒棒ab在离开磁场右边界时的速度；在离开磁
12、场右边界时的速度；(2)棒棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能。通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能。练习练习2(多选多选)一空间有垂直纸面向里的匀强磁场一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B0.5 T，导体棒，导体棒ab、cd长度均为长度均为0.2 m，电，电阻均为阻均为0.1 ，重力均为，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升，使之匀速上升(导体棒导体棒ab、cd与导轨接触良好与导轨接触良好)，此时，此时cd静止不动，则静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是上升时，下列说法正确的是()A.ab受到的拉力大小为受到的拉力大小为2 NB.ab向上运动的速度为向上运动的速度为2 m/sC.在在2 s内，拉力做功使其他形式的能转化的电能是内，拉力做功使其他形式的能转化的电能是0.4 JD.在在2 s内，拉力做功为内，拉力做功为0.6 J感谢倾听观看
