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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载电磁感应中的能量问题题型一：用能量的观点解决电磁感应综合问题例 1如下列图,电动机牵引一根原先静止的、长 L 为 1m、质量 m 为 0.1kg 的导体棒 MN 上升, 导体棒的电阻 R 为 1,架在竖直放置的框架上,它们处于磁感应强度 B 为 1T 的匀强磁场中, 磁场方向与框架平面垂直；当导体棒上升 h=3.8m 时,获得稳固的速度,导体棒上产生的热量为 2J,电动机牵引棒时, 电压表、电流表的读数分别为 7V、1A,电动机内阻 r 为 1,不计框架电阻及一切摩擦,求：（1）棒能达到的稳固速度；（2）棒从静止至达到稳固速度
2、所需要的时间；变式训练1图中 MN 和 PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l 为 040m,电阻不计导轨所在平面与磁感应强度B 为 050T 的匀强磁场垂直 质量 m 为 60 10-3kg电阻为 10 的金属杆 ab 始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触导轨两端分别接有滑动变 阻器和阻值为 30 的电阻 R1当杆 ab 达到稳固状态时以速率 v 匀速 下滑,整个电路消耗的电功率 P 为 027W,重力加速度取 10m/s 2,试 求速率 v 和滑动变阻器接入电路部分的阻值 R2题型二：交变电流有效值综合问题例 2如下列图, ab=25cm,ad=20cm,匝数为 50 匝的矩形线圈线圈
3、总电阻 r=1 外 电路电阻 R =9,磁感应强度 B=04T,线圈绕垂直于磁感线的 OO 轴以角速度 50rad/s 匀 速转动求：1从今位置开头计时,它的感应电动势的瞬时值表达式21min 内 R 上消耗的电能名师归纳总结 3当从该位置转过30 时,通过 R上瞬时电功率是多少？0第 1 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载0 4线圈由如图位置转过 30 的过程中, R 的电量为多少？变式训练 2如下列图,一个半径为 r 的半圆形线圈,以直径ab 为轴匀速转动, 转速为 n,ab 的左侧有垂直纸面对里 与 ab 垂直 的
4、匀强磁场,磁感应强度为B,M 和 N 是两个集流环,负载电阻为R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计,求：1从图示位置起转过1/4 周期内负载电阻R上产生的热量；2从图示位置起转过1/4 周期内负载电阻R的电荷量；3电流表的示数题型三：感生电动势与动生电动势综合问题例 3如下列图, 足够长的的两光滑导轨水平放置,两条导轨相距为d,左端 MN 用阻 r0,金属棒 ab 的电a 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阻不计；整个装置处于竖直身下的匀强磁场中,磁场的磁感应随时间匀称增加,B=kt,其中 k 为常数； 金属M v B 棒 ab 在水平外力的作用下,以速度 v
5、 沿导轨向右做匀速运动 t=0 时,金属棒 ab 与 MN 相距特别近； 求当 t=t 0N b 时：名师归纳总结 （1）水平外力的大小F；（2）闭合回路消耗的功率；第 2 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载变式训练 3如下列图,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为 0.1 ；导轨的端点 P、Q 用电阻可忽视的导线相连,两导轨间的距离为 0.2m；有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度 B与时间 t 的关系为 B=0.02t；一电阻不计的金属杆 P 可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导
6、轨垂直,在t=0 时刻,金属杆紧靠在P、 Q 端,Q 在外力作用下,杆以恒定的加速度从静止开头向导轨的另一端滑动,求在 t=0.6s 时金属杆所受的安培力；题型四：远距离输电的能量缺失问题例 4发电厂的输出电压为220V,输出功率为44KW,每条输电线电阻为0.2,求用户得到的电压和电功率各是多少？假如发电站先用变压比为1：10 的升压变压器将电压升高,经同样输电线路后,再经过 10：1 的降压变压器降压后供应用户,就用户得到的电压和电功率又各是多少？变式训练4一个小型水力发电站,发电机输出电压U0=250V,内电阻可以忽视不计,最大输出功率为Pm=30kW,它通过总电阻R线=2 0 的输电线
7、直接向远处的居民区供电；设居民区全部用电器都是额定电压 随温度的变化；U 用=220V 的白炽灯, 总功率为 P 用=22kW,不计灯丝电阻（1）当居民区的电灯全部使用时,电灯两端的电压是多少伏.发电机实际输出的电功率多大. （2）如采纳高压输电,在发电机端用升压变压器,在用户端用降压变压器,且不计变压器和用户线路的损耗；已知用户变压器的降压比为40：1,当全部用户电灯正常发光时,输电名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 线上损耗的功率多大. 学习必备欢迎下载例题答案名师归纳总结 例 1解析（1）电动机的输出功率为：P出
8、IUI2r6W 第 4 页,共 5 页电动机的输出功率就是电动机牵引棒的拉力的功率,P出Fv当棒达稳固速度时FmgBIL感应电流IEBLvRR解得,棒达到的稳固速度为v2m/s （2）由能量守恒定律得：P 出tmgh1mv2Q解得t =1s 2例 2解析（1）感应电动势的瞬时值表达式为enBScost50cos 50 t（V）（2）电动势有效值为E252 V,电流IREr2 .52A1min 内 R上消耗的电能为WI2Rt6750J（3）从该位置转过0 30 时,电动势为e=50cos30= 253 （V）电流为 I =Rer=253 A 通过 R 上瞬时电功率为P = I 2R = 1687
9、5w 4 线圈由如图位置转过30 的过程中, =BSsin30 = 001（wb ）0通过 R 的电量为Q = Nr=5 10-2C R例3 解析1闭合回路产生的感应电动势为Etkt0t2vdkt2vd0t当 t 0时,E2kvdt0,安培力Fk2d2t0；r 0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载2 k2d2vt0；（2）由FBld,得IF,回路消耗电能的功率为PI2Rr0Bd例 4解析（1）输电线上的电流为IP200AUIR40 VU输电线上缺失的功率为PI2R8000 W,电压缺失UU180 V用户得到的功率为P 用PP36kW,电压为U用20A（2）输电电压为U210 U2200 V,输电线上的电流为IPU输输电线上缺失的功率为PI2R80 W,电压缺失UIR4 V用户得到的功率为P 用PP43920 W电压为U户U输U219.6 V10变式训练参考答案名师归纳总结 变式训练1 v=45m/s 、R 603I2r2nB第 5 页,共 5 页变式训练2 1Q4B2r4n2qBr28 R2R2R变式训练 3 1.44X10-3N变式训练4（1）131V,14881W （2）12.5W - - - - - - -