電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化.導(dǎo)體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流.機(jī)械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能.具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱.又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能. 因此.中學(xué)階段用能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)研究電磁感應(yīng)問題常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)(勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻變速運(yùn)動(dòng))．對(duì)應(yīng)的受力特點(diǎn)是合外力為零或者恒定不變.能量轉(zhuǎn)化過程常是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電阻內(nèi)能． 知識(shí)點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中出現(xiàn)的電能.一定是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來.具體問題中會(huì)涉及多種形式的能之間的轉(zhuǎn)化.機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)化.內(nèi)能和電能的相互轉(zhuǎn)化．分析時(shí).應(yīng)當(dāng)牢牢抓住能量守恒這一基本規(guī)律.分析清楚有哪些力做功.就可知道有哪些形式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化.如有摩擦力做功.必然有內(nèi)能出現(xiàn),重力做功.就可能有機(jī)械能參與轉(zhuǎn)化,安培力做負(fù)功就將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能.做正功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,然后利用能量守恒列出方程求解. [應(yīng)用1]光滑平行導(dǎo)軌水平放置.導(dǎo)軌左端通過開關(guān)S與內(nèi)阻不計(jì).電動(dòng)勢(shì)為E的電源相連.一根質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab.用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線懸掛.懸線豎直時(shí)導(dǎo)體棒恰好與導(dǎo)軌良好接觸且細(xì)線處于張緊狀態(tài).如圖所示.系統(tǒng)空間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)．當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí).導(dǎo)體棒被向右擺出.擺到最大高度時(shí).細(xì)線與豎直方向成角.則( ) A．磁場(chǎng)方向一定豎直向下 B．磁場(chǎng)方向豎直向下時(shí).磁感應(yīng)強(qiáng)度最小 C．導(dǎo)體棒離開導(dǎo)軌前通過棒的電量為 D．導(dǎo)體棒離開導(dǎo)軌前電源提供的電能大于 mgl(1 – cos) 導(dǎo)示:選擇:BD.當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí).導(dǎo)體棒向右擺起.說明其所受安培力水平向右或有水平向右的分量.但安培力若有豎直向上的分量.應(yīng)小于導(dǎo)體棒所受重力.否則導(dǎo)體棒會(huì)向上跳起而不是向右擺.由左手定則可知.磁場(chǎng)方向斜向下或豎直向下都成立.A錯(cuò),當(dāng)滿足導(dǎo)體棒“向右擺起 時(shí).若磁場(chǎng)方向豎直向下.則安培力水平向右.在導(dǎo)體棒獲得的水平?jīng)_量相同的條件下.所需安培力最小.因此磁感應(yīng)強(qiáng)度也最小.B正確, 設(shè)導(dǎo)體棒右擺初動(dòng)能為Ek.擺動(dòng)過程中機(jī)械能守恒.有Ek = mgl (1–cos).導(dǎo)體棒的動(dòng)能是電流做功而獲得的.若回路電阻不計(jì).則電流所做的功全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動(dòng)能. 此時(shí)有W = IEt= qE = Ek.得W = mgl (1–cos)..題設(shè)條件有電源內(nèi)阻不計(jì)而沒有“其他電阻不計(jì) 的相關(guān)表述.因此其他電阻不可忽略.那么電流的功就大于mgl (1–cos).通過的電量也就大于.C錯(cuò)D正確． 類型一電磁感應(yīng)中的圖象問題分析 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問題的分析.要抓住磁通量的變化是否均勻.從而推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是否大小恒定．用楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向.從而確定其正負(fù). 分析回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的大小及其變化規(guī)律.要利用法拉第電磁感應(yīng)定律來分析．有些圖像問題還要畫出等效電路來輔助分析. 另外.要正確解決圖像問題.必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對(duì)應(yīng)到實(shí)際過程中去.又能根據(jù)實(shí)際過程的抽象規(guī)律對(duì)應(yīng)到圖像中去.最終根據(jù)實(shí)際過程的物理規(guī)律進(jìn)行判斷.這樣.才抓住了解決圖像問題的根本. [例1](如東高級(jí)中學(xué)08屆高三第三次階段測(cè)試)如圖甲所示.兩個(gè)垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B.磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為a.一正三角形(高度為a)導(dǎo)線框ABC從圖示位置沿圖示方向勻速穿過兩磁場(chǎng)區(qū)域.以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?在圖乙中感應(yīng)電流I與線框移動(dòng)距離x的關(guān)系圖象正確的是( ) 導(dǎo)示:導(dǎo)線框進(jìn)入左邊磁場(chǎng)時(shí).切割磁感應(yīng)線的有效長(zhǎng)度L=2vt·tan30°.與時(shí)間成正比.根據(jù)楞次定律可以判定.導(dǎo)線框進(jìn)入左邊磁場(chǎng)和離開右邊磁場(chǎng)時(shí).電路中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向.導(dǎo)線框在穿越兩個(gè)磁場(chǎng)過程中.電路中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向. 類型二電磁感應(yīng)中的能量問題的分析 解決電磁感應(yīng)中的能量問題的基本方法是: (1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向, (2)畫出等效電路.求出回路中電阻消耗電功率表達(dá)式, (3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化.用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程. [例2](上海徐匯區(qū)08屆高三第一學(xué)期期末試卷)如圖甲所示.光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN.PQ固定在同一水平面上.兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)＝1m.定值電阻R1＝4Ω.R2＝2Ω.導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m＝1kg的金屬桿.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì).整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向下.現(xiàn)用一拉力F沿水平方向拉桿.使金屬桿由靜止開始運(yùn)動(dòng).圖乙所示為通過R1中的電流平方隨時(shí)間變化的I12-t圖線.求: (1)5s末金屬桿的動(dòng)能, (2)5s末安培力的功率, (3)5s內(nèi)拉力F做的功. 導(dǎo)示:(1)E＝BLv＝I1R1. v＝＝m/s＝5m/s. Ek＝mv2＝2.5J, (2)I＝3I1＝3A. PA＝I12R1+I22R2＝3I12R1＝2.4W 或FA＝BIL＝2.4N.PA＝FAv＝2.4W, (3)由PA＝3I12R1和圖線可知.PAµt.所以 WA＝PAmt＝6 J, (或根據(jù)圖線.I12t即為圖線與時(shí)間軸包圍的面積.所以WA＝3I12R1t＝3××5×0.2×4＝6 J) 又WF-WA＝Ek.得WF＝WA+Ek＝8.5 J. 1．(鹽城中學(xué)08屆高三年級(jí)12月份測(cè)試題)如圖所示.在PQ.QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng).磁場(chǎng)方向均垂直于紙面.一導(dǎo)線框abcdef位于紙面內(nèi).況的鄰邊都相互垂直.bc邊與磁場(chǎng)的邊界P重合.導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示.從t=0時(shí)刻開始.線框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域.以a→b→c→d→e→f為線框中的電動(dòng)勢(shì)ε的正方向.以下四個(gè)ε-t關(guān)系示意圖中正確的是( ) 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

精英家教網(wǎng)如圖所示，水平放置的兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為d．兩根質(zhì)量均為m的金屬棒垂直于導(dǎo)軌平行放置在導(dǎo)軌上，其中ab棒用長(zhǎng)l的細(xì)線懸掛在支架上，細(xì)線伸直，ab恰好與兩導(dǎo)軌接觸，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)把a(bǔ)b棒移至細(xì)線處于水平位置處由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與軌道接觸，造成閉合回路abcd發(fā)生瞬時(shí)電磁感應(yīng)．然后ab棒繼續(xù)向左擺動(dòng)，擺到最高位置時(shí)，細(xì)線與豎直方向成θ=60°角．求：
（1）ab棒擺到最低點(diǎn)與導(dǎo)軌接觸時(shí)，cd棒中感應(yīng)電流的方向；
（2）ab棒第一次離開導(dǎo)軌向左起擺瞬間，cd棒的速度大小和方向；
（3）在ab棒下擺與導(dǎo)軌第一次接觸的瞬時(shí)電磁感應(yīng)過程中，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱．

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（兩個(gè)溫度不同的物體接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，直到兩者溫度相等；一個(gè)溫度處處相等的物體，不可能自發(fā)地變得一部分溫度高，另一部分溫度低．這一事實(shí)說明，一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的
 
的方向進(jìn)行的．

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（2010?廈門二模）為了探究能量轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律，某學(xué)習(xí)研究小組設(shè)計(jì)如圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）為了測(cè)定整個(gè)過程電路產(chǎn)生的焦耳熱，需要知道螺線管線圈的電阻．用替代法測(cè)線圈電阻Rx的阻值可用如圖2所示電路，圖中RS為電阻箱（RS的最大阻值大于待測(cè)電阻Rx的阻值），S2為單刀雙擲開關(guān)，R0為滑動(dòng)變阻器．為了電路安全，測(cè)量前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至
a端
a端
，電阻箱RS阻值應(yīng)調(diào)至
最大
最大
（選填“最大”或“最小”）．閉合S1開始實(shí)驗(yàn)，接下來有如下一些操作，合理的次序是
CABED
CABED
（選填字母代號(hào)）：
A．慢慢移動(dòng)滑片P使電流表指針變化至某一適當(dāng)位置
B．將S2閉合在1端
C．將S2閉合在2端
D．記下電阻箱上電阻讀數(shù)
E．調(diào)節(jié)電阻箱RS的值，使電流表指針指在與上一次指針位置相同
（2）按圖1所示裝置安裝實(shí)驗(yàn)器材后，將質(zhì)量為0.50kg的條形磁鐵拖一條紙帶由靜止釋放，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出如圖3所示的紙帶．磁鐵下落過程中穿過空心的螺線管，螺線管與10Ω的電阻絲接成閉合電路，用電壓傳感器采集數(shù)據(jù)得到電阻兩端電壓與時(shí)間的U-t圖，并轉(zhuǎn)換為U2-t圖，如圖4所示．
①經(jīng)分析紙帶在打第14點(diǎn)時(shí)，條形磁鐵已經(jīng)離線圈較遠(yuǎn)了，打第14點(diǎn)時(shí)磁鐵速度為
2.0
2.0
米/秒．0～14點(diǎn)過程中，磁鐵的機(jī)械能損失為
0.18
0.18
焦耳．
②若螺線管線圈的電阻是90Ω，又從圖4中U2-t圖線與時(shí)間軸所圍的面積約為103格，可以計(jì)算磁鐵穿過螺線管過程中，在回路中產(chǎn)生的總電熱是
0.10
0.10
焦耳．
③實(shí)驗(yàn)結(jié)果機(jī)械能損失與回路中電流產(chǎn)生的熱量相差較大，試分析其原因可能有
紙帶克服摩擦力做功；磁鐵克服空氣阻力做功；在電磁感應(yīng)過程中存在電磁輻射
紙帶克服摩擦力做功；磁鐵克服空氣阻力做功；在電磁感應(yīng)過程中存在電磁輻射
．

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以下說法正確的是（　�。�

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為了探究能量轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律，某學(xué)習(xí)研究小組設(shè)計(jì)如圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）為了測(cè)定整個(gè)過程電路產(chǎn)生的焦耳熱，需要知道螺線管線圈的電阻．用替代法測(cè)線圈電阻Rx的阻值可用如圖2所示電路，圖中R5為電阻箱（R5的最大阻值大于待測(cè)電阻尺Rx的阻值），S2為單刀雙擲開關(guān)，R0為滑動(dòng)變阻器．為了電路安全，測(cè)量前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至
a端
a端
，電阻箱R5阻值應(yīng)調(diào)至
最大
最大
（選填“最大”或“最小”）．閉合S1開始實(shí)驗(yàn)，接下來有如下一些操作，合理的次序是
CABED
CABED
（選填字母代號(hào)）：
A．慢慢移動(dòng)滑片P使電流表指針變化至某一適當(dāng)位置
B．將S2閉合在1端
C．將S2閉合在2端
D．記下電阻箱上電阻讀數(shù)
E．調(diào)節(jié)電阻箱R5的值，使電流表指針指在與上一次指針位置相同
（2）按圖l所示裝置安裝實(shí)驗(yàn)器材后，將質(zhì)量為0.50kg蠅的條形磁鐵拖一條紙帶由靜止釋放，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出如圖3所示的紙帶．磁鐵下落過程中穿過空心的螺線管，螺線管與10Ω的電阻絲接成閉合電路，用電壓傳感器采集數(shù)據(jù)得到電阻兩端電壓與時(shí)間的U-t 圖，并轉(zhuǎn)換為U 2-t，如圖4所示．
①經(jīng)分析紙帶在打第14點(diǎn)時(shí)，條形磁鐵已經(jīng)離線圈較遠(yuǎn)了，打第14點(diǎn)時(shí)磁鐵速度為
2.0
2.0
米/秒．0-14點(diǎn)過程中，磁鐵的機(jī)械能損失為
0.18
0.18
焦耳．
②若螺線管線圈的電阻是90fl，又從圖4中擴(kuò)一‘圖線與時(shí)間軸所圍的面積約為103格，可以計(jì)算磁鐵穿過螺線管過程中，在回路中產(chǎn)生的總電熱是
0.10
0.10
焦耳．
③實(shí)驗(yàn)結(jié)果機(jī)械能損失與回路中電流產(chǎn)生的熱量相差較大，試分析其原因可能有
紙帶克服摩擦力做功；磁鐵克服空氣阻力做功；在電磁感應(yīng)過程中存在電磁輻射．
紙帶克服摩擦力做功；磁鐵克服空氣阻力做功；在電磁感應(yīng)過程中存在電磁輻射．
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