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一轮复习课 电磁感应中的能量问题

重庆市第二十九中学欢迎您. 一轮复习课 电磁感应中的能量问题. 授课人： 重庆市第二十九中学 王华. 2012 年 2 月 29 日. 电磁感应. 一个概念 : 磁通量 φ=Bs. 二条定律 : 法拉第电磁感应定律 E=n Δ φ / Δ t. 切割运动　Ｅ＝ＢＬｖ. 楞次定律 ----- 定Ｉ方向. 三个定则：　 安培 定则 — 因电生磁　　 左手 定则 — 因电而动　　 右手 定则 — 因动生电　. 四个结合：电磁感应规律　与 电路 结合 　　　　　　　　　　　　与 图像 结合 　　　　　　　　　　　　与 力学 结合

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一轮复习课 电磁感应中的能量问题

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Presentation Transcript

  1. 重庆市第二十九中学欢迎您 一轮复习课电磁感应中的能量问题 授课人： 重庆市第二十九中学 王华 2012年2月29日

  2. 电磁感应 一个概念:磁通量 φ=Bs 二条定律:法拉第电磁感应定律E=nΔφ/Δt 切割运动　Ｅ＝ＢＬｖ 楞次定律-----定Ｉ方向 三个定则：　安培定则—因电生磁　　 左手定则—因电而动　　 右手定则—因动生电　 四个结合：电磁感应规律　与电路结合 　　　　　　　　　　　　与图像结合 　　　　　　　　　　　　与力学结合 　　　　　　　　　　　　与能量结合

  3. 考点扫描 理解电磁感应过程实质就是能量转化的过程，掌握从能量守恒的角度分析电磁感应问题的方法。

  4. a b d c ③ B L a b d c ① 2L 方法探究 如图所示，虚线的上方是垂直向里的有界水平匀强磁场，磁场的宽度为L，磁感强度为B，正方形金属框abcd边长为L，质量为m，电阻r，吊住金属框的不可伸长的绝缘细线跨过两个定滑轮，其另一端挂着一个质量为M的重物，M>m,释放后重物拉着金属框运动，当金属框的ab边以速度v进入磁场 时，立即开始做匀速运动，不计一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g。试求解线圈通过磁场区域过程中产生的电能。 F mg F安 B L Ｍ F Mg a b d c ｍ

  5. B L 2L a b d c a b d c ③ ① 思路一：由能量守恒得: E电=（Mg－mg）·2L…① 思路二：电动势为E=BLv 大小不变， 电流I=BLv/r 大小不变 穿过磁场区域时间为t=2L/v， 产生的电能E电=I2rt=2B2L3v/r…②

  6. F Mg B L F mg F安 2L Mg-mg=F安③ a b d c a b d c ③ ① W安 产生的电能： E电=I2rt=2B2L3v/r…… ② E电=（Mg－mg）·2L…① 对重物：F=Mg 对线框：F=mg+F安 所以 E电=F安·2L ……④ 又因：F安=BIL=B2L2v/r 可得: E电= (Mg-mg) ·2L=F安·2L =2B2L3v/r

  7. 安培力做正功 电磁感应现象中能量转化：

  8. 方法总结：电磁感应现象中电能求解方法 (1)利用能量守恒定律求解： E电=ΔE其他减少 (2)电磁 感应电路中消耗的电能之和等于产生的电能 E电=ΔE消耗 (3)利用功能关系求解：克服安培力做了多少功,就有多少电能产生: Ｅ电＝W安 ①当Ｆ安不改变时: W安＝Ｆ安.ｓ　 ②用动能定理求安培力做的功 -Ｗ安+Ｗ１＋Ｗ２＋…＝ΔＥｋ

  9. B L V a b d c a b d c m 引伸：当线框向上运动，ab边刚好到达磁场下边界时速度为v，连接线突然断了，线框运动一段时间后向下离开磁场下边界时速度为v1，试比较v1和v的大小，并求解此过程中产生的电能。 分析：线框上升过程中速度减小，下降过程速度增大时，都会引起电动势、感应电流和安培 力发生改变， Ｅ电＝W安=F安·s , E电=I2Rt 现在不能用， 解：线框的速度v1小于v (一)对线框应用能量守恒，线框减少的机械能等于产生的电能： E电=mv2/2-mv12/2 (二)对线框应用动能定理，重力做的功为0， -W安=mv12/2-mv2/2 E电=W安=mv2/2-mv12/2

  10. h a b v θ R 方法体验 如图所示，两根平行金属导轨相距L，平行固定在倾角为θ的绝缘斜面上，斜面处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨下端接有电阻R，其他电阻不计，金属杆ab质量为m，与导轨之间摩擦因数为μ。现给金属杆一个初速度v，杆就沿导轨减速下滑，在它下滑h高度时，速度减为0，求在此过程中产生的电能。（重力加速度为g) B 解一:对杆应用动能定理： mgh – W安– W摩=0-mv2/2 W摩= μmgcos θ·h/sinθ Ｅ电＝Ｗ安 解二:在杆减速下滑过程中，对系统应用能量守恒： mv2/2+mgh = E电 ＋ Q Q= μmgcosθ·h/sinθ

  11. B v a h b θ R 方法体验 变式: 如图所示，若已知匀强磁场磁感强度为B，导轨间距L，金属杆电阻为r。如果用一根不可伸长的细绳绕过定滑轮把ab与一个质量较大的重物（质量为M）连接起来。从静止释放后，重物加速下降h时，ab刚好达到某一最大速度.导轨足够长，重物足够高，不计一切摩擦。求这一过程中产生的电能E电 M m 解：当ab杆速度最大时， 速度设为V，加速度a=0 Mg=mgsin θ+F安 ① E=BLV , I=E/(R+r) , F安=BIL=B2L2V/(R+r) ② 对系统应用能量恒: Mgh=mgh·sinθ+mv2/2+Mv2/2+E电③ 对系统应用动能定理: Mgh-mgh·sinθ-W安=mv2/2+Mv2/2 ④ E电=W安 ⑤

  12. 课课有得 求解电磁感应现象中电能的思路： (1)对系统应用能量守恒 (2)电路中内外电路消耗的电能之和等于产生的电能 (3)应用功能关系：Ｅ电＝ｗ安 应用动能定理 求 W安

  13. 重庆市第二十九中学 感谢您的光临！ 2012年2月29日

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