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1、电磁感应规律(二)第1页，本讲稿共17页 1.(2010四川高考四川高考)如如图图943所示，所示，电电阻不阻不计计的平行金属的平行金属导导轨轨固定在一固定在一绝缘绝缘斜面上，两相同的金属斜面上，两相同的金属导导体棒体棒a、b垂直于垂直于导轨导轨静止放置，且与静止放置，且与导轨导轨接触良好，匀接触良好，匀强强磁磁场场垂直穿垂直穿过导轨过导轨平面平面现现用一平行于用一平行于导轨导轨的恒力的恒力F作用在作用在a的中点，使其向的中点，使其向上运上运动动若若b始始终终保持静止，保持静止，则则它所受摩擦力可能它所受摩擦力可能A变为变为0B先减小后不先减小后不变变C等于等于F D先增大再减小先增大再减小第
2、2页，本讲稿共17页1.电磁感应中的能量转化特点电磁感应中的能量转化特点外力克服安培力做功，把机械能或其他能量转化成电能；感应电流通外力克服安培力做功，把机械能或其他能量转化成电能；感应电流通过电路做功又把电能转化成其他形式的能过电路做功又把电能转化成其他形式的能(如内能如内能)这一功能转化途径这一功能转化途径可表示为：可表示为：2电能求解思路主要有三种电能求解思路主要有三种(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力所做的功(2)利用能量守恒求解：其他形式的能的减少量等于产生的电能利用能量守恒求解：其他形式
3、的能的减少量等于产生的电能(3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算第3页，本讲稿共17页2如如图图942所示，固定在水平所示，固定在水平绝缘绝缘平面上足平面上足够长够长的金属的金属导轨导轨不不计电计电阻，但表面粗糙，阻，但表面粗糙，导轨导轨左端左端连连接一个接一个电电阻阻R，质质量量为为m的金属棒的金属棒(电电阻也阻也不不计计)放在放在导轨导轨上，并与上，并与导轨导轨垂直，整个装置放在匀垂直，整个装置放在匀强强磁磁场场中，磁中，磁场场方方向与向与导轨导轨平面垂直用水平恒力平面垂直用水平恒力F把棒把棒ab从静止起向右拉从静止起向右拉动
4、动的的过过程中，程中，下列下列说说法正确的是法正确的是()A恒力恒力F做的功等于电路产生的电能做的功等于电路产生的电能B恒力恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C克服安培力做的功等于电路中产生的电能克服安培力做的功等于电路中产生的电能D恒力恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和的动能之和第4页，本讲稿共17页3如如图图946所示的所示的电电路中，两根光滑金属路中，两根光滑金属导轨导轨平行放置在平行放置在倾倾角角为为的斜面上，的斜面上，导轨导轨下端接有下端接有电电阻阻R，导
5、轨电导轨电阻不阻不计计，斜面，斜面处处在在竖竖直向直向上的磁感上的磁感应应强强度度为为B的匀的匀强强磁磁场场中，中，电电阻可略去不阻可略去不计计的金属棒的金属棒ab质质量量为为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿的作用，金属棒沿导轨导轨匀匀速下滑，速下滑，则则它在下滑它在下滑h高度的高度的过过程中，以下程中，以下说说法正确的是法正确的是()A作用在金属棒上各力的合力做功作用在金属棒上各力的合力做功为为零零B重力做功将机械能重力做功将机械能转转化化为电为电能能C重力与恒力重力与恒力F做功的代数和等于做功的代数和等于电电阻阻R上上产产生的焦耳
6、生的焦耳热热D金属棒克服安培力做功等于重力与恒力金属棒克服安培力做功等于重力与恒力F做的做的总总功与功与电电阻阻R上上产产生的焦耳生的焦耳热热之和之和第5页，本讲稿共17页4.如如图图9422所示，两足所示，两足够长够长的平行光滑金属的平行光滑金属导轨导轨MN、PQ相距相距为为L，导导轨轨平面与水平面的平面与水平面的夹夹角角30，导轨电导轨电阻不阻不计计磁感磁感应应强强度度为为B的匀的匀强强磁磁场场垂直垂直导轨导轨平面向上，平面向上，长为长为L的金属棒的金属棒ab垂直于垂直于MN、PQ放置在放置在导轨导轨上，上，且始且始终终与与导轨导轨接触良好，金属棒的接触良好，金属棒的质质量量为为m，电电阻
7、阻为为R.两金属两金属导轨导轨的的上端上端连连接右端接右端电电路，灯泡的路，灯泡的电电阻阻RL4R，定，定值电值电阻阻R12R，电电阻箱阻箱电电阻阻调调到到R212R，重力加速度，重力加速度为为g.现现将金属棒由静止将金属棒由静止释释放，放，则则：(1)金属金属棒下滑的最大速度为多大？棒下滑的最大速度为多大？(2)当金属棒下滑距离为当金属棒下滑距离为s0时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑2s0的过程中，整个电路产生的热量的过程中，整个电路产生的热量第6页，本讲稿共17页第7页，本讲稿共17页第8页，本讲稿共17页5如如图图9427所示，两平行所示，
8、两平行长长直金属直金属导轨导轨置于置于竖竖直平面内，直平面内，间间距距为为L，导轨导轨上端有阻上端有阻值为值为R的的电电阻，阻，质质量量为为m的的导导体棒垂直跨放在体棒垂直跨放在导轨导轨上，上，并并搁搁在支架上，在支架上，导轨导轨和和导导体棒体棒电电阻不阻不计计，接触良好，且无摩擦在，接触良好，且无摩擦在导轨导轨平面内有一矩形区域的匀平面内有一矩形区域的匀强强磁磁场场，方向垂直，方向垂直纸纸面向里，磁感面向里，磁感应应强强度度为为B.开始开始时导时导体棒静止，当磁体棒静止，当磁场场以速度以速度v匀速向上运匀速向上运动时动时，导导体棒也随体棒也随之开始运之开始运动动，并很快达到恒定的速度，此，并
9、很快达到恒定的速度，此时导时导体棒仍体棒仍处处在磁在磁场场区域内，区域内，试试求：求：(1)导导体棒的恒定速度；体棒的恒定速度；(2)导导体棒以恒定速度运体棒以恒定速度运动时动时，电电路中消耗的路中消耗的电电功率功率第9页，本讲稿共17页第10页，本讲稿共17页6如如图图9428所示，正方形所示，正方形线线框框abcd放在光滑放在光滑绝缘绝缘的水平面上，的水平面上，其其边长边长L0.5 m、质质量量m0.5 kg、电电阻阻R0.5，M、N分分别为线别为线框框ad、bc边边的中点的中点图图示两个虚示两个虚线线区域内分区域内分别别有有竖竖直向下和向上的直向下和向上的匀匀强强磁磁场场，磁感，磁感应应
10、强强度均度均为为B1 T，PQ为为其分界其分界线线，线线框从框从图图示位示位置以速度置以速度v02 m/s匀速向右滑匀速向右滑动动，当，当MN与与PQ重合重合时时，线线框的速度框的速度v1 1 m/s，此，此时时立刻立刻对线对线框施加一沿运框施加一沿运动动方向的水平拉力，使方向的水平拉力，使线线框匀速框匀速运运动动直至完全直至完全进进入右入右侧侧匀匀强强磁磁场场区域求：区域求：(1)线线框由框由图图示位置运示位置运动动到到MN与与PQ重合的重合的过过程中磁通量的程中磁通量的变变化量化量(2)线线框运框运动过动过程中最大加速度的大小程中最大加速度的大小(3)在上述运在上述运动过动过程中，程中，线
11、线框中框中产产生的焦耳生的焦耳热热第11页，本讲稿共17页第12页，本讲稿共17页【答案答案】(1)0.25 Wb(2)8 m/s2(3)1.25 J第13页，本讲稿共17页7如如图图9429所示，水平所示，水平设设置的三条光滑平行金属置的三条光滑平行金属导轨导轨a、b、c位于位于同一水平面上，同一水平面上，a与与b与与c相距均相距均为为d1 m，导轨导轨ac间间横跨一横跨一质质量量为为m1 kg的金属棒的金属棒MN，棒与三条，棒与三条导轨导轨垂直，且始垂直，且始终终接触良好棒的接触良好棒的电电阻阻r2，导导轨轨的的电电阻忽略不阻忽略不计计在在导轨导轨bc间间接一接一电电阻阻为为R2 的灯泡，
12、的灯泡，导轨导轨ac间间接一接一理想理想电压电压表整个装置放在磁感表整个装置放在磁感应应强强度度B2 T的匀的匀强强磁磁场场中，磁中，磁场场方向垂直方向垂直导轨导轨平面向下平面向下现对现对棒棒MN施加一水平向右的拉力施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运，使棒从静止开始运动动试试求：求：(1)若施加的水平恒力若施加的水平恒力F8 N，则金属棒达到稳定时速度为多大？，则金属棒达到稳定时速度为多大？(2)若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为1.5 m/s，则水，则水平外力的功率为多大？此时电压表读数为多少？平外力的功率为多大？此时电压表读数为多少？(3)若施加的水平外力使棒若施加的水平外力使棒MN由静止开始做加速度为由静止开始做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动，的匀加速直线运动，且经历且经历t1 s时间，灯泡中产生的热量为时间，灯泡中产生的热量为12 J，试求此过程中外力做了多少功，试求此过程中外力做了多少功？第14页，本讲稿共17页第15页，本讲稿共17页第16页，本讲稿共17页【答案答案】(1)6 m/s(2)3 W5 V(3)20 J第17页，本讲稿共17页