高二物理 电磁感应中的能量转化 ppt.ppt

电磁感应现象中的能量转化 1 能量间转化条件w 0 功是能量间转化的 桥 功是能量变化大小的量度 要清楚能量转化间的 功 如 机械能转化为物体的内能 是通过克服摩擦力 或介质阻力 做功 机械能转为电能 是通过克服电磁力做功 电能转化为内能是通过电流经过导体做功 电能转化为机械能是通过电磁力做功 等等 2 能量转化规律 各种能量在一定条件下发生转化 其遵守的规律是能量守恒 即一种能量的减少等于另一种能量的增加 如图4 4所示 水平放置的光滑导轨上放一导体棒ab ab由静止到被拉动的过程中 能量转化情况为wf ek e电 即拉力f所做的功wf 消耗其它形式能 化学能等 等于导体棒的动能增加量 ek 和导体中电能 e电 然后转化为电路中内能 e内 e电 e内 之和 如图4 5所示 水平放置的光滑导轨接在电源上 当k闭合后 导体棒开始运动 在导体棒运动的过程中 电路中能量的转化情况是 电能转化为导体棒的动能和内能 其关系为 e电 ek e内 问题1 在如图4 42所示方向的匀强磁场中 水平横放一个u形光滑导体框 框的电阻不计 bc间接有电阻r 垂直框边放置一根金属棒mn 当用恒力f向右拉动金属棒时 对金属棒运动情况的正确判断是 a 始终向右作匀速直线运动 b 始终向右作匀加速直线运动 c 先向右作匀加速直线运动 后作匀速直线运动 d 先向右作变加速直线运动 后作匀速直线运动 d 由于磁场力阻碍着导体棒的切割运动 所以需不断地用外力克服磁场力 在这个过程中 也就实现了把外力做的功 机械能 转化为电能的过程 上题中的过程在电磁感应现象中具有很普遍的意义 应予以领会 问题2 把总电阻为2r的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环 水平固定在竖直向下的磁感强度为b的匀强磁场中 如图13 16所示 一长度为2a 电阻等于r 粗细均匀的金属棒mn放在圆环上 它与圆环始终保持良好的电接触 当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心o时 求 1 棒上电流的大小和方向 及棒两端的电压umn 2 在圆环和金属棒上消耗的总热功率 说明 认清电源与外电路 在电磁感应现象中 发生磁通变化的线圈 作切割磁感线运动的这部分导体 都相当于一个电源 由它们对外电路供电 在具体问题中 必须认清哪是电源 哪是外电路 认清了电磁感应现象中的电源和外电路后 画出等效电路图 就可以转化为一个直流电路的问题了 巩固练习 1 如图4 44所示 小灯泡的规格为 2v 4w 接在光滑水平导轨上 轨距0 1m 电阻不计 金属棒ab垂直搁置在导轨上 电阻1 整个装置处于磁感强度b 1t的匀强磁场中 求 1 为使小灯正常发光 ab的滑行速度多大 2 拉动金属棒ab的外力功率多大 p机 p电 i2 r r 22 1 1 w 8w 2 如图4 25所示 矩形金属框架三个竖直边ab cd ef的长都是l 电阻都是r 其余电阻不计 框架以速度v匀速平动地穿过磁感应强度为b的匀强磁场 设ab cd ef三条边先后进入磁场时ab边两端电压分别为u1 u2 u3 则下列判断结果正确的是 b u2 2u1c u3 0d u1 u2 u3 ab 3 如图4 30所示 匀强磁场磁感强度为b 方