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知识讲解 电磁感应中的能量问题(基础) (2)

物理总复习:电磁感应中的能量问题

编稿:xx 审稿:

【考纲要求】

理解安培力做功在电磁感应现象中能量转化方面所起的作用。

【考点梳理】

考点、电磁感应中的能量问题

要点诠释:

电磁感应现象中出现的电能,一定是由其他?#38382;?#30340;能转化而来的,具体问题中会涉及多?#20013;问?#33021;之间的转化,如机?#30340;?#21644;电能的相互转化、内能和电能的相互转化。分析时应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律,分析清楚有哪些力做功就可以知道有哪些?#38382;?#30340;能量参与了相互转化,如有摩擦力做功,必然有内能出现;重力做功就可能有机?#30340;?#21442;与转化;安培力做负功就是将其他?#38382;?#30340;能转化为电能,做正功就是将电能转化为其他?#38382;?#30340;能,然后利用能量守恒列出方程求解。

电能求解的主要思路:

(1)利用克服安培力做功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。

(2)利用能量守恒求解:机?#30340;?#30340;减少量等于产生的电能。

(3)利用电路特征求解?#21644;?#36807;电路中所产生的电流来计算。

【典型例题】

类型一、根据能量守恒定律判断有关问题

例1、如图所示,闭合线圈abcd用绝缘硬杆悬于O点,虚线表示有界磁场B,把线圈从图示位置释放后使其摆动,不计其它阻力,线圈将()Array

A.往复摆动

B.很快停在竖直方向平衡而不再摆动

C.经过很长时间摆动后最后停下

D.线圈中产生的热量小于线圈机?#30340;?#30340;减少量

【思路点拨】闭合线圈在进出磁场的过程中,磁通量发生变化,闭合线圈产生感应电流,其机?#30340;?#36716;化为电热,根据能量守恒定律机?#30340;?#20840;部转化为内能。

【答案】B

【解析】当线圈进出磁场时,穿过线圈的磁通量发生变化,从而在线圈中产生感应电流,机?#30340;?#19981;断转化为电能,直至最终线
圈不再摆动。根据能量守恒定律,在这过程中,线圈中产生的热量等于机?#30340;?#30340;减少量。

【解析】当线圈进出磁场时,穿过线圈的磁通量发生变化,从而在线圈中产生感应电流,机?#30340;?#19981;断转化为电能,直至最终线圈不再摆动。根据能量守恒定律,在这过程中,线圈中产生的热量等于机?#30340;?#30340;减少量。

【总结升华】始终抓住能量守恒定律解决问题,金属块(?#19981;貳?#38381;合线圈等)在穿越磁场时有感应电流产生,电能转化为内能,消耗了机?#30340;埽?#26426;?#30340;?#20943;少,在磁场中运动相当于力学部分的光滑问题,不消耗机?#30340;堋?#19978;述线圈所出现的现象叫做电磁阻尼。用能量转化和守恒定律解决此类问题往往十分简便。磁电式电流表、电压表的指针偏转过程中也利用了电磁阻尼现象,所以指针能很快静止下?#30784;?/p>

举一反三

【变式】光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程是y=x2,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y=a的直线(图中的虚线所示).一个小金属块从抛物线上y=b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑.假设抛物线足够长,金属块沿

抛物线下滑后产生的焦耳热总量是( )

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