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    电磁感应中的能量守恒问题 例题7.如图11所示.把一矩形线圈从有理想边界的匀强磁场中拉出.第一次速度为.第二次速度为.且.则在两种情况下.拉力做功之比为︰­­­­ .拉力的功率之比为︰ .线圈中产生的焦耳热之比为︰ . 解析:设矩形线圈的边长为.边长为.整个线圈的电阻为.以速度将线圈匀速拉出磁场时.边切割磁感线产生的感应电动势大小为 其方向由.线圈中形成的感应电流为 因是将线圈匀速拉出磁场.故所需外力大小等于边所受的安培力.即为 整理以上几式.得 因此.外力的功.功率以及线圈中产生的焦耳热分别为 从而得出下面的结论 ︰︰.︰︰.︰︰. 命题解读: ①由以上的计算可以推知.外力克服安培力所做的功等于电路中所产生的电能.这是一个很重要的结论. ②匀速将线圈拉出磁场时.外力做功将机械能全部转化为了线圈中的电能.最后又转化为了内能.并以焦耳热的形式释放出来.符合能量守恒定律. ③若是将线圈加速拉出呢?从量守恒的角度讲.外力做功则是将机械能转化为线圈中的电能以及线圈本身动能的增加量. 类似于上面的讨论.利用能量守恒定律可以对电磁感应中的能量的转化情况进行快速的推理或判断.请看下面的例题: 例题8.两根光滑的金属导轨.平行放置在倾角为的斜面上.导轨的左端接有电阻.导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中.磁场方向垂直于斜面向上.质量为.电阻不计的金属棒.在沿着斜面.与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上升.上升高度为.如图12所示.则在此过程中 .作用于棒上的各力的合力所做的功等于零 .恒力和重力的合力所做的功等于电阻上产生的焦耳热 .恒力和安培力的合力所做的功等于零 .恒力所做的功等于棒重力势能的增加量和电阻上产生的焦耳热之和 解析:在金属棒沿斜面上升的过程中.除重力和外力对它做功外.还有感应电流所受的安培力做功.由动能定理得 显然.根据上式可以判断出选项正确.而是错误的. 把上式移项.得 而为杆克服安培力所做的功.正好等于电路中所产生的焦耳热.故选项也正确. 另一方面.从能量守恒的角度可知.金属杆上升的过程中.其重力势能增加.同时电路中产生了电能.这些能量从哪里来呢?只能是外力做功的结果.通过外力做功.将其它形式的能量转化成了这两这两种形式的能量.所以选项也是正确的.其实.判断选项时.也可以通过对等式移项得出结论. 故.本题的正确选项为. 命题解读: 凡涉及做功和能量的转化等问题时.一般采取的措施就是利用动能定理和普遍适用的能量守恒定律进行讨论. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    关于能源和能量，下列说法中正确的是（　　）

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    下列对电磁感应的理解，正确的是（　　）

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    以下叙述正确的是（　　）

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    下列说法正确的是（　　）
    A、法拉第发现了电磁感应现象，并制作了第一台发电机B、安培将磁铁放在导体环附近时在导体环中发现了感应电流C、感应电流磁场的方向总是与引起感应电流的磁场的方向相反D、感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果

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    关于能源和能量，下列说法中正确的是（　　）

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