电磁感应两类情况典型例题

电磁感应现象的两类情况的典型例题及应用（二）

[学习目标]

1. 掌握电磁感应现象中的功能分析一般方法；

2. 掌握电磁感应现象中涉及力学问题的一般分析方法； 3. 了解电磁感应现象中的综合应用的一般方法。

[自主学习]

（一） 功率的计算 平均功率：____________ 1. 作用力F的功率计算式：

瞬时功率：____________

2. 热功率的计算：Q=_________

（二） 动生电动势中洛伦兹力和安培力做功

（1）动生电动势中对电荷做功的非静电力不是洛伦兹力而是是洛伦兹力的_______。 （2）宏观来看，导体棒克服________做了多少功，就有多少其它形式能量转化成___________。

题型3 电磁感应现象中的功能分析

例题3. 如图所示，固定与水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑，除R外其他电阻均不急，垂直与导轨平面有一匀强磁场。当质量为m的金属cd在水平恒力F作用下，由静止向右滑动过程中，下列说法正确的是 （ ）

A．水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能 B．只有cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能

C．无论cd棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能

D．R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势

例题4. 位于竖直平面内的矩形平面导线框abcd，ab长L1=1.0m，是水平的，bd长L2＝0.5m，线框的质量m＝0.2kg，电阻R＝2Ω，其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP′和QQ′均与ab平行，两边界间距为H，H＞L，磁场的磁感应强度B=1.0T，方向与线框平面垂直，令线框的dc边从离磁场上边界的距离为h＝0.7 m处自由下落，已知线框的dc边进入磁场后，ab边到达PP′之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值，问从线框开始下落到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ′的过程中，磁场作用于线框的安培力做的总功是多少？

练习：

1.如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T．当用外力使棒ab以速度v=5m／s右移时，ab棒中产生的感应电动势E=______V,通过ab棒的电流I=_____A, ab棒两端的电势差Uab=______V, 在电阻R上消耗的功率PR=______W, 在ab棒上消耗的发热功率PR=______，切割运动中产生的电功率P=_________．

2. 如图所示，在匀强磁场中，导体ab与光滑导轨紧密接触，ab在向右的拉力F作用下以速度v做匀速直线运动，当电阻R的阻值增大时，若速度v不变，则（ ） A．F的功率减小 B．F的功率增大 C．F的功率不变 D．F的大小不变

F

3. 如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长L为0.4m、质量m为0.2kg的导体棒MN上升，导体棒的电阻R为1Ω，架在竖直放置的框架上，它们处于磁感应强度B为1T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直．当导体棒上升h=1.5m时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量为1.2J，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7V、1.2A，电动机内阻r为1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，求： （1）棒能达到的稳定速度；

（2）棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。

4.如图（甲）所示，放置在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离L=1m，质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上，导轨左端与阻止R=4Ω的电阻相连，导轨所在位置有磁感应强度为B=2T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向下，现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F，并悲歌0.2s测量一次导体棒的速度，（乙）图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图像。（设导轨足够长，导轨和导体棒电阻均不计）求： （1）力F的大小。

（2）t=1.2s时，导体棒的加速度大小。 （3）估算1.6s内阻上产生的热量。