电磁感应中的能量问题A级.doc

电磁感应中的能量问题 框架 知识点1 法拉第电磁感应定律的能量问题 1．电磁感应过程往往涉及多种能量的转化 电磁感应过程总是伴随着能量的转化．回路中产生感应电流的过程要克服安培力做功，这是机械能及其他形式的能量转化为电能的过程；感应电流通过电阻或用电器，再将电能转化为内能或其他形式的能量． 如图中金属棒沿导轨由静止下滑时，重力势能减少，一部分用来克服安培力做功，转化为感应电流的电能，最终在上转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能，若导轨足够长，棒最终达到稳定状态匀速运动时，重力势能的减小则完全用来克服安培力做功，转化为感应电流的电能．因此，从功和能的观点入手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，是解决电磁感应过程中能量问题的重要途径之一． 2．安培力的功和电能变化的特定对应关系 “外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能．同理，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能． 3．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． 如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直．求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，（1）拉力F大小；（2）拉力的功率P；（3）拉力做的功W；（4）线圈中产生的电热Q；（5）通过线圈某一截面的电荷量q． 如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为，通过导线截面的电量为；第二次用时间拉出，外力所做的功为，通过导线截面的电量为，则（） A． B． C． D． 如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L 的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能，若外力对环做的功分别为Wa、Wb，则Wa∶Wb为 (　　) A．1∶4 B．1∶2 C．1∶1 D．不能确定 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框，原先整个置于有界匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框沿四个不同方向匀速平移出磁场，如图，线框移出磁场的整个过程中（） A．四种情况下流过ab边的电流的方向都相同 B．①图中流过线框的电量与v的大小无关 C．②图中线框的电功率与v的大小成正比 D．③图中磁场力对线框做的功与成正比 如图所示，由粗细均匀、同种金属导线构成的长方形线框abcd放在光滑的水平桌面上，线框边长分别为L和2L，其中ab段的电阻为R。在宽度为2L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向下。线框在水平拉力的作用下以恒定的速率v通过匀强磁场区域，线框平面始终与磁场方向垂直。求： （1）在线框的cd边刚进入磁场时，ab边两端的电压Uab； （2）为维持线框匀速运动，水平拉力F的大小； （3）在线框通过磁场的整个过程中，bc边金属导线上产生的电热Qbc。 如图所示，位于竖直平面内的矩形导线框，ab边长为L1，bd边长为L2，线框的质量为，电阻为R，其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界和均与ab边平行，两边界间的距离H，HL2，磁场的磁感应强度为B，方向与线框平面垂直，如图所示，令线框的dc边进入磁场以后，ab边到达边界之间的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值，从离开磁场区域上边界的距离为h处自由下落，问从线框的dc边开始下落到dc边刚刚到达磁场区域下边界的过程中，磁场作用于线框的安培力做的总功为多少？ 如图所示，在高度差为h的平行虚线区域内有磁感应强度为B，方向水平向里的匀强磁场.正方形线框abcd的质量为m，边长为L(Lh)，电阻为R，线框平面与竖直平面平行，静止于位置“”时，cd边与磁场下边缘有一段距离H.现用一竖直向上的恒力F提线框，线框由位置“”无初速度向上运动，穿过磁场区域最后到达位置“”(ab边恰好出磁场)，线框平面在运动中保持在竖直平面内，且ab边保持水平.当cd边刚进入磁场时，线框恰好开始匀速运动.空气阻力不计，g＝10 m/s2.求： （1）线框进入磁场前距磁场下边界的距离H； （2）线框由位置“”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F做的功为多少？线框产生的热量为多少？ 轻质细线吊着一质量为m=0.64kg、边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈abcd，线圈总电阻为R=1Ω。边长为L／