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时间：2021-01-16
《电磁感应中的能量转化与守恒用.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、1.5电磁感应中的能量转化与守恒做功的过程与能量变化密切相关做功能量变化重力做功重力势能变化弹力做功弹性势能变化合外力做功动能变化除弹力和重力之外其他力做功机械能的变化一对滑动摩擦力对系统做功系统内能的变化电场力做功电势能变化功是能量转化的量度电流做功电能变化电磁感应的实质是不同形式的能量转化为电能的过程。RB均匀增大机械能磁场能电能电能两种典型的电磁感应现象由于导体切割磁感线产生的感应电动势，我们叫动生电动势。由于变化的磁场产生的感应电动势，我们叫感生电动势。ＮＳ切割RF＝F安F安＝BILE=BLVmI＝E/(R+r)例1：若导轨光滑且水平，ab开始静止，当受到一个F=0.08N的向右恒
2、力的作用，则：问1：ab将如何运动？ab的最大速度是多少？（一）导体切割磁感线类B=0.5T=4Ωr=1Ωl=0.4mFRab先做加速度减小的加速运动，后匀速运动F安例1：若导轨光滑且水平，ab开始静止，当受到一个F=0.08N的向右恒力的作用，则：问2：ab速度为10m/s时，总电功率为多少？克服安培力的功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？P电=P克服安=P外＝0.8W其它形式能量电能W克服安热能W电流问3：ab速度为5m/s时，总电功率为多少？克服安培力的功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？P电=P克服安=0.2W3、克服安WF-W克服安B=0.5T=4Ωr=1Ωl=0.4mFRabF安小结1：W克服安=△E电思考：在导体切割磁感线情况下，安培力如果做正功，能量又是怎样转化的？如何用做功来量度？在导体切割磁感线产生电磁感应现象，我们用外力克服安培力做功来量度有多少其它形式的能量转化为电能。表达式：P克服安=P电例题2：如图所示，光滑水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L，导轨MN、PQ电阻不计。电源的电动势E，内阻r，金属杆EF其有效电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B，现在闭合开关。E，rRF安问1：金属杆EF将如何运动？最终速度多大？LE反先做加速度减小的加速运动，后匀速运4、动。E=E反E反＝BLVm例题2：如图所示，光滑水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L，导轨MN、PQ电阻不计。电源的电动势E，内阻r，金属杆EF其有效电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B，现在闭合开关。E，rRF安LE反问2：当EF速度为v时，其机械功率P机？电路产生的热功率P热？电源消耗的电功率P电？P机、P热、P电三者的关系？P机＝F安VF安＝BILP电＝P机+P热能量守恒例题2：如图所示，光滑水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L，导轨MN、PQ电阻不计。电源的电动势E，内阻r，金属杆EF其有效电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B5、，现在闭合开关。E，rRF安LE反问3：能量是如何转化的？如何用做功量度能量的变化？动能热能W安W电流-W安电能导体切割磁感线产生电磁感应的过程，同时伴随着能量的转化和遵守能量守恒定律。当外力克服安培力做功时，就有其它形式的能转化为电能。W克服安＝△E电当安培力做正功时，就有电能转化为其它形式的能量。W安＝△EKRFabF安F安vv练习1：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为m=0.1kg，电阻为R=0.1Ω，倾角为30°的光滑斜面上的物体质量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切摩擦).求：线框进入6、磁场的过程中产生多少焦耳热？解法（一）：利用Q=I2RtMgTmgF安T对m：T＝mg+F安对M：T＝MgSin300F安＝BILQ=I2Rt由以上各式解得：Q＝0.2J练习1：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为m=0.1kg，电阻为R=0.1Ω，倾角为30°的光滑斜面上的物体质量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切摩擦).求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？解法（二）：利用Q=W克服安培力对m：T＝mg+F安对M：T＝MgSin300W克服安培力＝F安L由以上各式解得：Q＝0.2JQ=W克服7、安培力MgTmgF安T解法（三）：利用能量守恒定律对M和m系统：△E增＝△E减Q+mgL＝MgLSin300练习1：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为m=0.1kg，电阻为R=0.1Ω，倾角为30°的光滑斜面上的物体质量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切摩擦).求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？MgTmgF安T解得：Q＝
3、克服安WF-W克服安B=0.5T=4Ωr=1Ωl=0.4mFRabF安小结1：W克服安=△E电思考：在导体切割磁感线情况下，安培力如果做正功，能量又是怎样转化的？如何用做功来量度？在导体切割磁感线产生电磁感应现象，我们用外力克服安培力做功来量度有多少其它形式的能量转化为电能。表达式：P克服安=P电例题2：如图所示，光滑水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L，导轨MN、PQ电阻不计。电源的电动势E，内阻r，金属杆EF其有效电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B，现在闭合开关。E，rRF安问1：金属杆EF将如何运动？最终速度多大？LE反先做加速度减小的加速运动，后匀速运
4、动。E=E反E反＝BLVm例题2：如图所示，光滑水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L，导轨MN、PQ电阻不计。电源的电动势E，内阻r，金属杆EF其有效电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B，现在闭合开关。E，rRF安LE反问2：当EF速度为v时，其机械功率P机？电路产生的热功率P热？电源消耗的电功率P电？P机、P热、P电三者的关系？P机＝F安VF安＝BILP电＝P机+P热能量守恒例题2：如图所示，光滑水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L，导轨MN、PQ电阻不计。电源的电动势E，内阻r，金属杆EF其有效电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B
5、，现在闭合开关。E，rRF安LE反问3：能量是如何转化的？如何用做功量度能量的变化？动能热能W安W电流-W安电能导体切割磁感线产生电磁感应的过程，同时伴随着能量的转化和遵守能量守恒定律。当外力克服安培力做功时，就有其它形式的能转化为电能。W克服安＝△E电当安培力做正功时，就有电能转化为其它形式的能量。W安＝△EKRFabF安F安vv练习1：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为m=0.1kg，电阻为R=0.1Ω，倾角为30°的光滑斜面上的物体质量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切摩擦).求：线框进入
6、磁场的过程中产生多少焦耳热？解法（一）：利用Q=I2RtMgTmgF安T对m：T＝mg+F安对M：T＝MgSin300F安＝BILQ=I2Rt由以上各式解得：Q＝0.2J练习1：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为m=0.1kg，电阻为R=0.1Ω，倾角为30°的光滑斜面上的物体质量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切摩擦).求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？解法（二）：利用Q=W克服安培力对m：T＝mg+F安对M：T＝MgSin300W克服安培力＝F安L由以上各式解得：Q＝0.2JQ=W克服
7、安培力MgTmgF安T解法（三）：利用能量守恒定律对M和m系统：△E增＝△E减Q+mgL＝MgLSin300练习1：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为m=0.1kg，电阻为R=0.1Ω，倾角为30°的光滑斜面上的物体质量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切摩擦).求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？MgTmgF安T解得：Q＝
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