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1、第10点电磁感应现象中的能量问题产生和维持感应电流的存在的过程就是其他形式的能量转化为感应电流电能的过程在电磁感应现象中，认真分析电磁感应过程中的能量转化，熟练地应用能量守恒定律是求解较复杂的电磁感应问题的常用方法1过程分析(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)电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功此过程中，其他形式的能转化为电能“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能(3)当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程安
2、培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能2解决此类问题的步骤(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(包括右手定则)确定感应电动势的大小和方向(2)画出等效电路图，写出回路中电阻消耗的电功率的表达式(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程，联立求解说明：在利用能量守恒定律解决电磁感应中的能量问题时，参与转化的能量的种类一定要考虑周全哪些能量增加，哪些能量减少，要考虑准确，最后根据所满足的规律列方程分析求解3焦耳热Q的两种求解方法Q的两种求法对点例题1(多选)如图1所示，固定的竖直光滑U形金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水
3、平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、接入电路的电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触则下列说法正确的是()图1A初始时刻导体棒受到的安培力大小FB初始时刻导体棒加速度的大小a2gC导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态D导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Qmv解题指导由法拉第电磁感应定律得：EBLv0，由闭合电路的欧姆定律得：I，由安培力公式得：F，故A错误；初始时刻，F
4、mgkx1ma，得a2g，故B正确；因为导体棒静止时不受安培力，只受重力和弹簧的弹力，故弹簧处于压缩状态，故C正确；根据能量守恒，减小的动能和重力势能全都转化为焦耳热，但R上的只是一部分，故D错误答案BC对点例题2如图2甲所示，足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置，两导轨间距离为L1.0 m，导轨平面与水平面间的夹角为30，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的M、P两端连接阻值为R3.0 的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置并用与棒ab垂直的细线通过光滑轻质定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量m0.20 kg，电阻r0.50 ，重物的质量M0.60 kg，如果将金属棒和重物由静止释放
5、，金属棒沿斜面上滑的距离与时间的关系图像如图乙所示，不计导轨电阻，g10 m/s2.求：图2(1)磁感应强度B的大小；(2)在0.6 s内通过电阻R的电荷量；(3)在0.6 s内电阻R上产生的热量解题指导(1)由题图乙得棒ab匀速运动时的速度v3.5 m/s感应电动势EBLv，感应电流I棒ab所受安培力FBIL棒ab匀速时，棒受力平衡，mgsin Mg解得B T.(2)由题图乙得，在0.6 s内棒ab上滑的距离s1.40 m，通过电阻R的电荷量q C.(3)设0.6 s内整个回路产生的热量为Q，由能量守恒定律得Mgsmgssin Q(Mm)v2，解得：Q2.1 J电阻R上产生的热量QR Q1.
6、8 J.答案(1) T(2) C(3)1.8 J1(多选)如图3所示，在倾角为的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑轻质定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计则()图3A物块c的质量是2msin Bb棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能Cb棒放上导轨后，物块c减少
7、的重力势能等于回路消耗的电能Db棒放上导轨后，a棒中电流大小是答案AD解析b棒恰好静止，受力平衡，有mgsin F安，对a棒，安培力沿导轨平面向下，由平衡条件，mgsin F安mcg，由上面的两式可得mc2msin ，选项A正确；根据机械能守恒定律知，b棒放上导轨之前，物块c减少的重力势能应等于a棒、物块c增加的动能与a棒增加的重力势能之和，选项B错误；根据能量守恒定律可知，b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能应等于回路消耗的电能与a棒增加的重力势能之和，选项C错误；对b棒，设通过的电流为I，由平衡条件mgsin F安BIL，得I，a棒中的电流也为I，选项D正确2如图4所示，倾角为30的光滑固
8、定斜面，斜面上相隔为d8 m的平行虚线MN与PQ间有大小为B0.1 T的匀强磁场，方向垂直斜面向下，一质量m0.1 kg、电阻R0.2 、边长L1 m的正方形单匝纯电阻金属线圈，线圈cd边从距PQ上方x2.5 m处由静止释放沿斜面下滑进入磁场，且ab边刚要离开磁场时线圈恰好做匀速运动重力加速度g10 m/s2.求：图4(1)cd边刚进入磁场时线圈的速度大小v1；(2)线圈进入磁场的过程中，通过ab边的电荷量q；(3)线圈通过磁场的过程中，ab边产生的热量Q.答案(1)5 m/s(2)0.5 C(3)0.187 5 J解析(1)线圈沿斜面向下运动mgxsin mv120解得v15 m/s(2)qt C0.5 C(3)线圈离开磁场时BLmgsin 解得v210 m/s由能量守恒Q总mg(dxL)sin mv22代入数据解得Q总0.75 J则ab边产生的热量QQ总0.187 5 J
