1、【知识概要】一、感应电流在磁场中所受的安培力1.安培力的大小:F=BIL= 2.安培力的方向判断(1)右手定则和左手定则相结合,先用 确定感应电流方向,再用 判断感应电流所受安培力的方向.(2)用楞次定律判断,感应电流所受安培力的方向一定和导体切割磁感线运动的方向 .二、电磁感应的能量转化1.电磁感应现象的实质是 和 之间的转化.2.感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力 ,将 的能转化为 ,电流做功再将电能转化为 .3.电流做功产生的热量用焦耳定律计算,公式为 .【课堂例题】例 1、如图 (甲)所示,两根足够长的直金属导轨 MN、PQ 平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为 L.M、P
2、 两点间接有阻值为 R的电阻.一根质量为 m的均匀直金属杆 ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为 B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让 ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.(1)由 b向 a方向看到的装置如图 3(乙)所示,请在此图中画出 ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图.(2)在加速下滑过程中,当 ab杆的速度大小为 v时,求此时 ab杆中的电流及其加速度的大小.(3)求在下滑过程中,ab 杆可以达到的速度最大值.例 2、如图 a所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距 l=0.20m，电阻R1.0
3、。有一导体静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度 B0.50T 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下。现用一外力 F沿轨道方向拉杆，使之作匀加速运动，测得力 F与时间 t的关系如图 b所示。（1）在图 b中画出安培力 F安大小与时间 t 的关系图线（2）求出杆的质量 m和加速度 a例 3、如图所示，一根电阻为 R=0.6 的导线弯成一个圆形线圈，圆半径 r=1m，圆形线圈质量 m=1kg，此线圈 放在绝缘光滑的水平面上，在 y轴右侧有垂直 于线圈平面 B=0.5T的匀强磁场。若线圈以初 动能 E0=5J沿 x轴方向滑进磁场，当进入磁场 0.5m时，线
4、圈中产生的电能为 Ee=3J。求：（1）此时线圈的运动速度 （2）此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压（3）此时线圈加速度大小例 4、如图 5所示,将边长为 a、质量为 m、电阻为 R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为 b、磁感应强度为 B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进入磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力 Ff,且线框不发生转动.求:(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度 v2.(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度 v1.(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热
5、 Q.【课后训练】1、如图所示,足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ 竖直放置,一个磁感应强度 B=0.50 T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端 M与 P间连接阻值为 R=0.30 的电阻,长为L=0.40 m、电阻为 r=0.20 的金属棒 ab紧贴在导轨上.现使金属棒 ab由静止开始下滑,通过传感器记录金属棒 ab下滑的距离,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计.(g=10 m/s2)求:时间 t(s) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70下滑距离x（ m）0 0.10 0.30 0.70 1.20 1.70 2.20 2.70(1)在前
6、 0.4 s 的时间内,金属棒 ab 电动势的平均值.(2)金属棒的质量.(3)在前 0.7 s 的时间内,电阻 R 上产生的热量.2、如图所示,金属杆 ab 可在平行金属 导轨上滑动,金属杆电阻 R0=0.5 ,长 L=0.3 m,导轨一端串接一电阻 R=1 ,匀强磁场磁感应强度 B=2 T, 当 ab 以v=5 m/s 向右匀速运动过程中,求:(1)ab 间感应电动势 E 和 ab 间的电压 U.(2)所加沿导轨平面的水平外力 F 的大小.(3)在 2 s 时间内电阻 R 上产生的热量 Q.3、如图所示，矩形导线框 abcd，质量m=0.2kg ，电阻 r=1.6，边长L1=1.0m，L2
7、=0.8m.其下方距 cd 边 h=0.8m 处有一个仅有水平上边界 PQ 的匀强磁场，磁感应强度 B=0.8T，方向垂直于纸面向里.现使线框从静止开始自由下落，下落过程中 ab 边始终水平，且 ab 边进入磁场前的某一时刻，线框便开始匀速运动.不计空气阻力，取 g=10m/s2.（1）通过计算说明进入磁场的过程中线框的运动情况；（2）求线框匀速运动的速度大小；（3）求线框进入磁场过程中产生的电热.4、如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于倾角 =30的斜面上，导轨上、下端各接有阻值 R=10 的电阻，导轨自身电阻忽略不计，导轨宽度 L=2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度 B=0.5T质量为 m=0.1kg，电阻 r=5 的金属棒 ab 在较高处由静止释放，金属棒 ab 在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好当金属棒 ab 下滑高度 h =3m 时，速度恰好达到最大值v=2m/s求：（1）金属棒 ab 在以上运动过程中机械能的减少量（2）金属棒 ab 在以上运动过程中导轨下端电阻 R 中产生的热量 （g=10m/s2）
