1、十堰市一中2010級培優班物理輔導第二講：電磁感應中的能量問題高二物理組：李秀學2011、11、24電磁感應的過程就是能量的轉化和守恒的過程，導體切割磁感線或者穿過線圈的磁通時發生變化在回路中產生感應電流，機械能或其他形式的能轉化為電能；感應電流做功，又使電能轉化為機械能或者電阻的電能等。在分析電磁感應問題時要牢牢抓住能量守恒這一規律，分析清楚哪些力做功，就可知道有歸些形式的能參與了相互轉化，然后借助于動能定理或者能量守恒干什么求解。下面功與能量的關系，務必要記清楚。力對物體做的總功，等于物體動能的增量；非重力或者彈力功，等于物體機械能的增量；滑動摩擦力對系統做功（摩擦力與相對位移的積），等于

2、系統內能的增量；重力做功，重力勢能減少，克服重力做功，物體重力勢能增加；克服安培力做了多少功就有多少其他形式的能轉化為電能；電場力功與電勢能的關系；彈力功與彈性勢能；分子力功與分子勢能；1、（2011高考天津卷）如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計，兩導軌及其構成的平面均與水平面成30角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒的質量均為0.02kg，電阻均為R=0.1，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度為B=0.2T，棒ab在平行于導軌向上的力F作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰好能保

3、持靜止。取g=10m/s2，問：（1）、通過cd棒的電流I是多少，方向如何？（2）、棒ab受到的力F多大？（3）、棒cd每產生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？2、（2011浙江）.如圖甲所示，在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導，在“U”型導軌右側l=0.5m范圍內存在垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間變化規律如圖乙所示。在t=0時刻，質量為m=0.1kg的導體棒以v0=1m/s的初速度從導軌的左端開始向右運動，導體棒與導軌之間的動摩擦因數為=0.1，導軌與導體棒單位長度的電阻均為，不計導體棒與導軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響（取）。（1）通過計算分析

4、4s內導體棒的運動情況；（2）計算4s內回路中電流的大小，并判斷電流方向；（3）計算4s內回路產生的焦耳熱。3、（2011上海）(14 分)電阻可忽略的光滑平行金屬導軌長S=1.15m，兩導軌間距L=0.75 m，導軌傾角為30，導軌上端ab接一阻值R=1.5的電阻，磁感應強度B=0.8T的勻強磁場垂直軌道平面向上。阻值r=0.5，質量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產生的焦耳熱。(取)求：(1)、金屬棒在此過程中克服安培力的功；(2)、金屬棒下滑速度時的加速度；(3)、為求金屬棒下滑的最大速度，有同學解答如下：由動能定理，。由

5、此所得結果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答。4、（2010上海）如圖，寬度L=0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內，并處在磁感應強度大小B=0.4T，方向豎直向下的勻強磁場中，框架的電阻非均勻分布，將質量m=0.1kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并且框架接觸良好，以P為坐標原點，PQ方向為x軸正方向建立坐標，金屬棒從處以的初速度，沿x軸負方向做的勻減速直線運動，運動中金屬棒僅受安培力作用。求：（1）、金屬棒ab運動0.5m，框架產生的焦耳熱Q；（2）、框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數關系；（3）、為求金屬棒ab沿x軸負方

6、向運動0.4s過程中通過ab的電量q，某同學解法為：先算出金屬棒的運動距離s，以及0.4s時回路內的電阻R，然后代入q=求解。指出該同學解法的錯誤之處，并用正確的方法解出結果。5、（2010重慶卷）法拉第曾提出一種利用河流發電的設想，并進行了實驗研究。實驗裝置的示意圖可用題23圖表示，兩塊面積均為S的矩形金屬板，平行、正對、豎直地全部浸在河水中，間距為d。水流速度處處相同，大小為v，方向水平。金屬板與水流方向平行。地磁場磁感應強度的豎直分量為B，水的電阻率為，水面上方有一阻值為R的電阻通過絕緣導線和電建K連接到兩金屬板上。忽略邊緣效應，求：（1）、該發電裝置的電動勢；（2）、通過電阻R的電流強度；（3）、電阻R消耗的電功率。6、如圖所示，足夠長的光滑導軌水平放置，兩導軌相距為d，左端MN用阻值不計的導線相連，金屬棒ab可在導軌上滑動，導軌單位長度的電阻為，金屬棒ab的電阻不計。整個裝置處于豎直向下的均勻磁場中，磁場的磁感應強度隨時間均勻增加，B=k