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1、1电磁感应中的力学问题与能量转化问题电磁感应中的力学问题与能量转化问题在电磁感应现象中，由磁生电并不是创造了电能，而只是机械能转化为电能而已。在力学中就已经知道：功是能量转化的量度。那么在机械能转化为电能的电磁感应现象中，是安培力在做功，在电学中，安培力做正功，是将电能转化为机械能（电动机） ，安培力做负功，是将机械能转化为电能（发电机） ，必须明确发生电磁感应现象中，是安培力做功导致能量的转化。解决这类问题的基本方法：用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动的大小和方向；画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式；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变化
2、所满足的方程。1、 如图所示，竖直放置的 U 形导轨宽为 L，上端串有电阻 R（其余导体部分的电阻都忽略不计） 。磁感应强度为 B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒 ab 的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦。从静止释放后 ab 保持水平而下滑。试求 ab下滑的最大速度 vm2、. 如图所示，U 形导线框固定在水平面上，右端放有质量为 m 的金属棒 ab，ab 与导轨间的动摩擦因数为，它们围成的矩形边长分别为 L1、L2，回路的总电阻为 R。从 t=0 时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场 B=kt， （k0）那么在 t为多大时，金属棒开始移动？baBL1 L2Ra bm
3、L23、如图所示，用丝线悬挂闭合金属环，悬于 O 点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？4、如图 16-7-6 所示，在竖直向上 B=0.2T 的匀强磁场内固定一水平无电阻的光滑 U 形金属导轨，轨距 50cm。金属导线 ab 的质量 m=0.1kg，电阻 r=0.02 且 ab 垂直横跨导轨。导轨中接入电阻 R=0.08，今用水平恒力 F=0.1N 拉着 ab 向右匀速平移，则（1）ab 的运动速度为多大？（2）电路中消耗的电功率是多大？（3）撤去外力后 R 上还能产生多少热量？5、如图 16-7-2 所
4、示，正方形线圈 abcd 边长 L=0.20m,质量 m=0.10kg ,电阻R=0.1,砝码质量 M= 0.14kg ,匀强磁场 B=0.50T.当 M 从某一位置下降,线圈上升到 ab 边进入匀强磁场时开始匀速运动,直到线圈全部进入磁场.问线圈运动过程中产生的热量多大?(g=10m/s2)OB图 16-7-2图 16-7-636、如图 16-7-11 所示，竖直向上的匀强磁场磁感应强度 B0=0.5T，以B/t=0.1T/s 在增加。水平导轨不计电阻和摩擦阻力，宽为 0.5m。在导轨上 L=0.8m 处搁一导体，它的电阻 R0=0.1，并且水平细绳通过定滑轮吊着质量为 M=2kg的重物。线
5、路中的定值电阻 R=0.4，则经过多少时间能吊起重物（g=10m/s2）？7 7、如图所示，质量为 m、边长为 l 的正方形线框，从有界的匀强磁场上方由静止自由下落，线框电阻为 R。匀强磁场的宽度为 H。 （lH ，磁感强度为 B，线框下落过程中 ab 边与磁场边界平行且沿水平方向。已知 ab 边刚进入磁场和刚穿出磁场时线框都作减速运动，加速度大小都是。求g31（1）ab 边刚进入磁场时与 ab 边刚出磁场时的速度大小；（2）cd 边刚进入磁场时，线框的速度大小；（3）线框进入磁场的过程中，产生的热量。图 16-7-11HBcdab48、如图所示，两根平行光滑导轨 PQ 和 MN 相距 d0.
6、5m，它们与水平方向的倾角为（sin0.6） ，导轨的上方跟电阻为 R4 相连，导轨上放一个金属棒，金属棒的质量为m0.2kg，电阻 r2。整个装置放在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感强度 B1.2T。金属棒在沿斜面方向向上的恒力作用下收静止开始沿斜面向上运动，电阻 R 消耗的最大电功率 P1W。 （g10m/s2）求：（1）恒力的大小；（2）恒力作用功的最大功率。9、如图所示，ABCD 是两根足够长的固定平行金属导轨，两轨间距离为 L，导轨平面与水平面的夹角为，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为 B，在导轨的 AC 端连接一个阻值为 R 的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒 ab，质量为 m，电阻为 R，与导轨的动摩擦因数为 ，从静止开始沿导轨下滑，求：(1)ab 棒的最大速度(2)ab 释放的最大功率(3)若 ab 棒下降高度 h 时达到最大速度，在这个过程中，ab 棒 产生的焦耳热为多大？ Ba DR b ACRNMPQB1
