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1、,专题复习：,电磁感应中的能量问题,做功的过程与能量变化密切相关,做功,能量变化,电磁感应的实质是不同形式的能量转化为电能的过程。,机械能,磁场能,两种典型的电磁感应现象,由于导体切割磁感线产生的感应电动势，我们叫动生电动势。,由于变化的磁场产生的感应电动势，我们叫感生电动势。,？,？,例1：若导轨光滑且水平，ab开始 静止，当受到一个F=0.08N的向右 恒力的作用，则：,问1：ab将如何运动？ ab的最大速度是多少？,（一）导体切割磁感线类,先做加速度减小的加速运动，后匀速运动,例1：若导轨光滑且水平，ab开始 静止，当受到一个F=0.08N的向右 恒力的作用，则：,问2：ab速度为10m
2、/s时，总电功率为多少？克服安培力的功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？,（一）导体切割磁感线类,P电=P克服安=P外0.8W,其它形式 能量,W克服安,W电流,问3：ab速度为5m/s时，总电功率为多少？克服安培力的功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？,P电=P克服安=0.2W P外0.4W,电能,W电流,动能,其它 形式 能量,W克服安,WF-W克服安,小结1：,（一）导体切割磁感线类,W克服安=E电,思考：在导体切割磁感线情况下，安培力如果做正功， 能量又是怎样转化的？如何用做功来量度？,在导体切割磁感线产生电磁感应现象，我们用外力克服安培力做功来量度有多少其它形
3、式的能量转化为电能。,表达式：,P克服安=P电,（一）导体切割磁感线类,例题2：如图所示，光滑水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L，导轨MN、PQ电阻不计。电源的电动势E，内阻r，金属杆EF其有效电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B，现在闭合开关。,E， r,R,问1：金属杆EF将如何运动？最终速度多大？,L,先做加速度减小的加速运动，后匀速运动。,（一）导体切割磁感线类,例题2：如图所示，光滑水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L，导轨MN、PQ电阻不计。电源的电动势E，内阻r，金属杆EF其有效电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B，现在闭
4、合开关。,E， r,R,L,问2：当EF速度为v时，其机械功率P机？电路产生的热功率P热？ 电源消耗的电功率P电？ P机、P热、P电三者的关系？,P电P机+P热,能量守恒,（一）导体切割磁感线类,例题2：如图所示，光滑水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L，导轨MN、PQ电阻不计。电源的电动势E，内阻r，金属杆EF其有效电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B，现在闭合开关。,E， r,R,L,E反,问3：能量是如何转化的？如何用做功量度能量的变化？,动能,热能,W安,W电流-W安,电 能,（一）导体切割磁感线类,导体切割磁感线产生电磁感应的过程， 同时伴随着能量的转化和
5、遵守能量守恒定律。,当外力克服安培力做功时， 就有其它形式的能转化为电能。 W克服安 E电,当安培力做正功时，就有电能转化为其它形式的能量。 W安 EK,练习1：如图所示，正方形线框边长L0.2m，质量为m=0.1kg，电阻为R=0.1，倾角为30的光滑斜面上的物体质量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切摩擦).求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？,解法（一）：利用Q=I2Rt,对m：Tmg+F安,对M：TMgSin300,F安BIL,Q=I2Rt,由以上各式解得：Q0.2J,练习1：如图所示，正方形线框边
6、长L0.2m，质量为m=0.1kg，电阻为R=0.1，倾角为30的光滑斜面上的物体质量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切摩擦).求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？,解法（二）：利用Q=W克服安培力,解法（三）：利用能量守恒定律,对M和m系统：E增E减,Q+mgLMgLSin300,练习1：如图所示，正方形线框边长L0.2m，质量为m=0.1kg，电阻为R=0.1，倾角为30的光滑斜面上的物体质量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动
7、(不计一切摩擦).求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？,解得：Q0.2J,求焦耳热的一般方法：,1、 Q=I2Rt 2、Q=W克服安培力F安S 3、能量守恒定律E增E减,适用求恒定电流或是正弦交流电产生的热量,适用安培力为恒力、纯电阻电路的情况,普遍使用,本节课小结,1、在导体切割磁感线产生的电磁感应现象中，由于磁场本身不发生变化，认为磁场并不输出能量，而是其它形式的能量，借助安培做的功（做正功、负功）来实现能量的转化。安培力做正功，是将电能转化为其它形式的能量；安培力做负功，是将其它形式的能量转化为电能。,小结,2、电磁感应过程往往涉及多种能量形式的转化，因此从功和能的观点入手，分析清楚
8、能量转化的关系，往往是解决电磁感应问题的重要途径；在运用功能关系解决问题时，应注意能量转化的来龙去脉，顺着受力分析、做功分析、能量分析的思路严格进行，并注意功和能的对应关系。,（二）磁场变化引起的电磁感应,问1：电场的方向如何判断？,楞次 定律,右手螺旋,磁通量向上增大,麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场在周围空间产生电场。 均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场； 非均匀变化的磁场在周围产生变化的电场。,（二）磁场变化引起的电磁感应,问2：能量如何转化？如何用做功来量度？,电场力做功,电流做功,磁场能,麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场在周围空间产生电场。 均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场； 非均匀变
9、化的磁场在周围产生变化的电场。,例题3：如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻不计。整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加，B=kt，其中k为常数。金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，t=0时，金属棒ab与MN相距非常近求： （1）当t=to时，水平外力的大小F,回路中的磁场变化和导体切割磁感线都产生感应电动势 据题意，有,方法一：t=to时刻闭合回路消耗的功率P=Fv 方法二：由Bld=F，得,例题3：如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻不计。整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加，B=kt，其中k为常数。金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，t=0时，金属棒ab与MN相距非常近求： （1）当t=to时，水平外力的大小F,（2）同学们在求t=to时刻闭合回路消耗的功率时，有两种不同的求法：,（其中R为回路总电阻） 这两种方法哪一种正确?请你做出判断，并简述理由,电能,