电磁感应的能量问题

1 电磁感应的能量问题电磁感应的能量问题 电磁感应中的动力学问题 1 安培力的大小 Error Error F B2l2v R r 2 安培力的方向 1 先用右手定则确定感应电流方向 再用左手定则确定安培力方向 2 根据楞次定律 安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向相反 1 电磁感应中动力学问题的动态分析 联系电磁感应与力学问题的桥梁是磁场对电流的安培力 由于感应电流与导体切割磁 感线运动的加速度有着相互制约关系 因此导体一般不是匀变速直线运动 而是经历一个 动态变化过程再趋于一个稳定状态 分析这一动态过程的基本思路是 导体受力运动感应电动势Error Error 感应电流通电导体受安培力 合外力变 E BLv F BIL 化加速度变化 速度变化 周而复始地循环 循环结束时 加速度等于零 导体达 F合 ma 到稳定的临界状态 2 解题步骤 1 用法拉第电磁感应定律和楞次定律 右手定则确定感应电动势的大小和方向 2 应用闭合电路欧姆定律求出电路中的感应电流的大小 3 分析研究导体受力情况 特别要注意安培力方向的确定 4 列出动力学方程或平衡方程求解 3 两种状态处理 1 导体处于平衡态 静止或匀速直线运动状态 处理方法 根据平衡条件 合外力等于零 列式分析 2 导体处于非平衡态 加速度不为零 处理方法 根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析 4 电磁感应中的动力学临界问题 1 解决这类问题的关键是通过运动状态的分析 寻找过程中的临界状态 如速度 加 2 速度为最大值或最小值的条件 2 基本思路是 电磁感应中的能量问题 1 能量的转化 闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流 感应电流在磁场中受安培力 外力克服安培力做功 将其它形式的能转化为电能 电流做功再将电能转化为其它形式的 能 2 实质 电磁感应现象的能量转化 实质是其它形式的能和电能之间的转化 1 能量转化分析 1 电磁感应现象中产生感应电流的过程 实质上是能量的转化过程 2 当磁场不动 导体做切割磁感线的运动时 导体所受安培力与导体运动方向相反 此即电磁阻尼 在这种情况下 安培力对导体做负功 即导体克服安培力做功 将机械能 转化为电能 当感应电流通过用电器时 电能又转化为其它形式的能 如通过电阻转化为 内能 焦耳热 即 其他形式的能 如 机械能 安培力做负功 电能 电流做功 其他形式的能 如 内能 3 当导体开始时静止 磁场 磁体 运动时 由于导体相对磁场向相反方向做切割磁感 线运动而产生感应电流 进而受到安培力作用 这时安培力成为导体运动的动力 此即电 磁驱动 在这种情况下 安培力做正功 电能转化为导体的机械能 综上所述 安培力做功是电能和其他形式的能之间相互转化的桥梁 表示如下 电能其他形式的能 W安 0 W安 0 2 求解焦耳热 Q 的三种方法 3 1 直接法 Q I2Rt 2 功能关系法 Q W克服安培力 3 能量转化法 Q E其他能的减少量 1 电磁感应动力学问题中 要抓好受力情况 运动情况的动态分析 导体受力运动产 生感应电动势 感应电流 通电导体受安培力 合外力变化 加速度变化 速度变化 最 终加速度为零 导体达到匀速运动的稳