1、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 .第 4课时 电磁感应中的动力学问题和能量问题考点自清右手定则左手定则相反名师点拨1.由 F= 知 ,v变化时 ,F变化 ,物体所受合外力变化 ,物体的加速度变化 ,因此可用牛顿运动定律进行动态分析 .2.在求某时刻速度时 ,可先根据受力情况确定该时刻的安培力 ,然后用上述公式进行求解 .二、电磁感应的能量转化1.电磁感应现象的实质是
2、 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.其他形式的能 电能做功 其他形式 电能内能Q=I2Rt特别提醒在利用能的转化和守恒定律解决电磁感应的问题时 ,要注意分析安培力做功的情况 ,因为安培力做的功是电能和其他形式的能之间相互转化的 “ 桥梁 ” .简单表示如下 :电能 其他形式能 .W安 0W安 0热点一 对导体的受力分析及运动分析从运动和力的关系着手 ,运用牛顿第二定律 .基本方法是 :受力分析 运动分析 (确定运动过程和最终的稳定状态 ) 由牛顿第二定律列方程求解 .运动
3、的动态结构 :这样周而复始的循环 ,循环结束时加速度等于零 ,导体达到平衡状态 .在分析过程中要抓住 a=0时速度 v达到最大这一关键 .热点聚焦特别提示1.对电学对象要画好必要的等效电路图 .2.对力学对象要画好必要的受力分析图和过程示意图 .热点二 电路中的能量转化分析从能量的观点着手 ,运用动能定理或能量守恒定律 .基本方法是 :受力分析 弄清哪些力做功 ,做正功还是负功 明确有哪些形式的能参与转化 ,哪些增哪些减 由动能定理或能量守恒定律列方程求解 .例如 ,如图 1所示 ,金属棒 ab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 R上转
4、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 ,重力势能的减少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 ,是解决电磁感应问题的重要途径之一 .图 1题型 1 电磁感应中的动力学问题【 例 1】 如图 2所示 ,光滑斜面的倾角=30, 在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长 l1=1 m,bc边的边长l2=0.6 m,线框的质量 m=1 kg,电阻R=0.1 , 线框通过细线与重物相连 ,重物质量 M=2 kg,斜面上 ef线 (ef gh ab)的右方有垂直斜面向上的匀强
5、磁场 ,磁感应强度 B=0.5 T.如果线框从静止开始运动 ,进入磁场最初一段时间是匀速的 ,ef 线和 gh线的距离 s=11.4 m(取g=10 m/s2).求 :题型探究图 2(1)线框进入磁场时匀速运动的速度 v.(2)ab边由静止开始运动到 gh线所用的时间 t.思路点拨 线框的运动可分为进入磁场前、进入磁场中、完全进入磁场后三个阶段 ,分析每个阶段的受力 ,确定运动情况 .解析 (1)在线框进入磁场的最初一段时间内 ,重物和线框受力平衡 ,分别有Mg=FTFT=mgsin +FAab边切割磁感线产生的电动势 E=Bl1v感应电流 I=受到的安培力 FA=BIl1联立得 Mg=mgsin +代入数据得 v=6 m/s
