用能量守恒求电磁感应中的问题

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巧用“能量守恒”速解电磁感应问题

巧用“能量守恒”速解电磁感应问题作者：徐晓霞来源：《物理教学探讨》2008年第08期能的转化和守恒定律自建立以来，就是人们认识自然和改造自然的有力武器。

在今天，这一定律也是我们解决物理问题的重要武器。

有些电磁感应问题，若从“能量守恒”的角度去分析，能别开生面，使问题迅速解决。

下面列举几例，请同学们参考。

例1 图1中A是一边长为l的方形线框,电阻为R。

今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场B区域。

若以x轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为图2中的（）解析运用“能量法”解答。

由于线框在进、出磁场时都产生感应电流，都有电能产生。

根据能的转化和守恒定律知，在这一过程中外力必对线框做正功，可知两次外力方向都为正。

根据线框的平衡条件，可立即推知线框在进入和拉出磁场时所受安培力的方向都为负，所以B选项正确。

点拨发生电磁感应的过程，就是不同能量进行相互转化的过程，在这一转化过程中，能量总是守恒的。

困此，从能量转化和守恒的角度入手，分析电磁感应问题，往往能别开生面，使问题得到快速简捷的解答。

例2 一边长 =0.2m的正方形线圈abcd，其质量m=0.1kg。

一质量M=0.2kg的重物用细线通过两定滑轮与线圈相连。

匀强磁场方向垂直于纸面向里，整个装置如图3所示。

若重物从某一初始位置由静止开始下降，当线圈上升到ab边刚进入磁场时，恰好做匀速运动，求从线圈ab边进入磁场到cd边进入磁场的过程中产生了多少焦耳热(一切摩擦均不计)。

解析对线圈，在匀速上升的过程中，一方面，在线圈内产生电能，电能又转化为线圈的内能(用Q表示)；另一方面，线圈上升，重力势能增加(在匀速运动过程中重力势能增加了mgl)。

对重物，在匀速下降的过程中，重力势能减少(共减少了Mgl)。

根据能量的转化和守恒定律可知，重物减少的重力势能等于线圈的内能增量和线圈增加的重力势能之和，即得Q=(M-m)gl=(0.2-0.1)×10×0.2J=0.2J。

电磁感应解题技巧及练习

电磁感应专题复习（重要）基础回顾（一）法拉弟电磁感应定律1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比E＝nΔΦ/Δt（普适公式）当导体切割磁感线运动时，其感应电动势计算公式为E＝BLVsinα2、E＝nΔΦ/Δt与E＝BLVsinα的选用①E＝nΔΦ/Δt计算的是Δt时间内的平均电动势，一般有两种特殊求法ΔΦ/Δt=BΔS/Δt即B不变ΔΦ/Δt=SΔB/Δt即S不变② E＝BLVsinα可计算平均动势，也可计算瞬时电动势。

③直导线在磁场中转动时，导体上各点速度不一样，可用V平=ω（R1+R2）/2代入也可用E＝nΔΦ/Δt 间接求得出 E＝BL2ω/2（L为导体长度，ω为角速度。

）（二）电磁感应的综合问题一般思路：先电后力即：先作“源”的分析--------找出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r。

再进行“路”的分析-------分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相应部分的电流大小，以便安培力的求解。

然后进行“力”的分析--------要分析力学研究对象（如金属杆、导体线圈等）的受力情况尤其注意其所受的安培力。

按着进行“运动”状态的分析---------根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型。

最后是“能量”的分析-------寻找电磁感应过程和力学研究对象的运动过程中能量转化和守恒的关系。

【常见题型分析】题型一楞次定律、右手定则的简单应用例题（2006、广东）如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为L0 、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于o点，悬点正下方存在一个弧长为2 L0、下弧长为2 d0、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0 远小于L先将线框拉开到图示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，下列说法中正确的是A、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→B、金属线框离开磁场时感应电流的方向a→d→c→b→C、金属线框d c边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D、金属线框最终将在磁场内做简谐运动。

高考物理中电磁感应的考点和解题技巧有哪些

高考物理中电磁感应的考点和解题技巧有哪些在高考物理中，电磁感应是一个重要且具有一定难度的考点。

理解和掌握电磁感应的相关知识，以及熟练运用解题技巧，对于在高考中取得优异成绩至关重要。

一、电磁感应的考点1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应的核心内容之一。

其表达式为：＄E ＝ n\frac{＼Delta ＼Phi}｛＼Delta t}＄，其中＄E$ 表示感应电动势，＄n$ 为线圈匝数，＄＼Delta ＼Phi$ 表示磁通量的变化量，＄＼Delta t$ 表示变化所用的时间。

这个考点通常会要求我们计算感应电动势的大小，或者根据给定的条件判断感应电动势的变化情况。

2、楞次定律楞次定律用于判断感应电流的方向。

其核心思想是：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

这一定律在解决电磁感应中的电流方向问题时经常用到，需要我们能够准确理解并运用“阻碍”这一概念。

3、电磁感应中的电路问题当导体在磁场中做切割磁感线运动或者磁通量发生变化时，会产生感应电动势，从而形成闭合回路中的电流。

在这类问题中，我们需要根据电路的基本规律，如欧姆定律、串并联电路的特点等，来计算电路中的电流、电压、电阻等物理量。

4、电磁感应中的能量转化问题电磁感应现象中，机械能与电能相互转化。

例如，导体棒在磁场中运动时，克服安培力做功，将机械能转化为电能；而电流通过电阻时，电能又转化为内能。

在解题时，需要运用能量守恒定律来分析能量的转化和守恒关系。

5、电磁感应与力学的综合问题这类问题通常将电磁感应现象与力学中的牛顿运动定律、功和能等知识结合起来。

例如，导体棒在磁场中受到安培力的作用，其运动情况会受到影响，我们需要综合运用电磁学和力学的知识来求解。

6、电磁感应中的图像问题包括磁感应强度＄B$、磁通量＄＼Phi$、感应电动势＄E$、感应电流＄I$ 等随时间或位移变化的图像。

要求我们能够根据给定的物理过程，准确地画出相应的图像，或者从给定的图像中获取有用的信息，分析物理过程。

高考物理复习：电磁感应中的动力学与能量问题

为h。初始时刻,磁场的下边缘和线框上边缘的高度差为2h,将重物从静止
开始释放,线框上边缘刚进磁场时,恰好做匀速直线运动,滑轮质量、摩擦
阻力均不计。下列说法正确的是(ABD)
A.线框进入磁场时的速度为 2ℎ
2
2
B.线框的电阻为2
2ℎ
C.线框通过磁场的过程中产生的热量 Q=2mgh
D.线框通过磁场的过程中产生的热量 Q=4mgh
热量等于系统重力势能的减少量,即 Q=3mg×2h-mg×2h=4mgh,C 错误, D 正
确。
能力形成点3
整合构建
电磁感应中的动量综合问题——规范训练
电磁感应中的有些题目可以从动量角度着手,运用动量定理或动量守恒
定律解决。
(1)应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量。如在导体棒做非
匀变速运动的问题中,应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问
解析:(1)由ab、cd棒被平行于斜面的导线相连,故ab、cd速度大小总是相
等,cd也做匀速直线运动。设导线的拉力的大小为FT,右斜面对ab棒的支持
力的大小为FN1,作用在ab棒上的安培力的大小为F,左斜面对cd棒的支持力
大小为FN2,对于ab棒,受力分析如图甲所示。
由力的平衡条件得2mgsin θ=μFN1+FT+F ①
电动势,该导体或回路就相当于电源。
(2)分析清楚有哪些力做功,就可以知道有哪些形式的能量发生了相互转化。
(3)根据能量守恒列方程求解。
训练突破
2.(多选)如图所示,质量为3m的重物与一质量为m的线框用一根绝缘细线
连接起来,挂在两个高度相同的定滑轮上。已知线框的横边边长为l,水平
方向匀强磁场的磁感应强度为B,磁场上下边界的距离、线框竖直边长均

电磁感应中的能量转化与守恒

2、解决电磁感应现象与力的结合问题的方法 (1) 平衡问题：动态分析过程中，抓住受力与运动相互制约的特点，分析导体是怎样从初态过渡到平衡状态的，再从受力方面列出平衡方程，解决问题； (2)非平衡类：抓住导体在某个时刻的受力情况，利用顿第二定律解决问题；
例题5
圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在 O 点，导体环可以在竖直平面内来回摆动，空气阻力和摩擦力均可忽略不计．在图所示的正方形区域，有匀强磁场垂直纸面向里．下列说法正确的是( BD ) A．此摆开始进入磁场前机械能不守恒 B．导体环进入磁场和离开磁场时，环中感应电流的方向肯定相反 C．导体环通过最低位置时，环中感应电流最大 D．最后此摆在匀强磁场中振动时，机械能守恒
电磁感应中的综合应用
3、解决电磁感应现象与能量的结合问题的方法要注意分析电路中进行了那些能量转化 , 守恒关系是什么,从功和能的关系入手,列出表示能量转化关系的方程;
二、反电动势相反在电磁感应电路与电流方向 ________ 的电动反电动势此时总电动势等于电源电动势和势叫做__________. 之差．反电动势______ 由于杆 ab 切割磁感线运动，因而产生感应电动势 E´，根据右手定则，在杆 ab 上感应电动势 E´的方向是从b到a，同电路中的电流方向相反，在电路中与电流方向相反的电动势叫做反电动势，杆ab中的感应电动势 E´就是反电动势，这时总电动势等于电池电动势和反电动势之差.
2. 如图所示 , 当图中电阻 R 变化时 , 螺线管 M 中变化的电流产生变化的磁场 ,从而使螺线管 N中的磁通量发生变化 , 在 N 中产生感应电流 ,此处电能是螺线管 M 转移给 N 的.但此处的转移并不像导向导线导电一样直接转移,而电能磁场能 → 是一个间接的转移 : ________ → ________ 电能 ,实质上还是能量的转化． ________

高二物理电磁感应中的能量问题(含答案)

电磁感应中的能量问题复习精要1. 产生和维持感应电流的存在的过程就是其它形式的能量转化为感应电流电能的过程。

导体在达到稳定状态之前，外力移动导体所做的功，一部分消耗于克服安培力做功，转化为产生感应电流的电能或最后再转化为焦耳热，另一部分用于增加导体的动能，即当导体达到稳定状态（作匀速运动时），外力所做的功，完全消耗于克服安培力做功，并转化为感应电流的电能或最后再转化为焦耳热2.在电磁感应现象中，能量是守恒的。

楞次定律与能量守恒定律是相符合的，认真分析电磁感应过程中的能量转化，熟练地应用能量转化与守恒定律是求解叫复杂的电磁感应问题常用的简便方法。

3.安培力做正功和克服安培力做功的区别：电磁感应的过程，同时总伴随着能量的转化和守恒，当外力克服安培力做功时，就有其它形式的能转化为电能；当安培力做正功时，就有电能转化为其它形式的能。

4.在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及求解焦耳热的问题。

尤其是变化的安培力，不能直接由Q=I 2 Rt 解，用能量守恒的方法就可以不必追究变力、变电流做功的具体细节，只需弄清能量的转化途径，注意分清有多少种形式的能在相互转化，用能量的转化与守恒定律就可求解，而用能量的转化与守恒观点，只需从全过程考虑，不涉及电流的产生过程，计算简便。

这样用守恒定律求解的方法最大特点是省去许多细节，解题简捷、方便。

1．如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d ，左端MN 用阻值不计的导线相连，金属棒ab 可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r 0，金属棒ab 的电阻不计。

整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加，B =kt ，其中k 为常数。

金属棒ab 在水平外力的作用下，以速度v 沿导轨向右做匀速运动，t =0时，金属棒ab 与MN 相距非常近．求：（1）当t =t o 时，水平外力的大小F ．（2）同学们在求t =t o 时刻闭合回路消耗的功率时，有两种不同的求法：方法一：t =t o 时刻闭合回路消耗的功率P =F·v ．方法二：由Bld =F ，得 F I Bd= 2222F R P I R B d ==（其中R 为回路总电阻）这两种方法哪一种正确?请你做出判断，并简述理由．x2.如图所示，一根电阻为R=0.6Ω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。

电磁感应的原理和计算知识点总结

电磁感应的原理和计算知识点总结电磁感应是电磁学的一个重要概念，描述了磁场变化产生的电场和电流变化产生的磁场之间的相互作用。

它是现代电子技术中许多重要原理和应用的基础之一。

本文将介绍电磁感应的原理和相关的计算知识点。

一、电磁感应的原理电磁感应的原理由法拉第电磁感应定律和楞次定律组成。

法拉第电磁感应定律规定了磁场的变化引起感应电动势的产生，表述为：NΦ = -dΦ/dt其中，N是线圈的匝数，Φ是磁通量，t是时间。

该定律说明，只有当磁通量的变化率发生变化时，才会产生感应电动势。

楞次定律是基于能量守恒原理，它规定了感应电动势引起的感应电流会产生一个磁场，该磁场的方向使得其本身的磁通量随之减小。

这一定律表述为：ε = -dΦ_B/dt其中，ε是感应电动势，Φ_B是由感应电流产生的磁通量。

这一定律说明，感应电动势的产生是为了减小感应电流产生的磁通量。

二、电磁感应的计算知识点1. 磁通量的计算磁通量Φ是磁场穿过给定区域的总磁场量。

在匀强磁场中，磁通量的计算公式为：Φ = B * A * cosθ其中，B是磁场强度，A是被磁场穿过的面积，θ是磁场与法线方向的夹角。

2. 感应电动势的计算感应电动势ε可以通过法拉第电磁感应定律计算得出，即：ε = -dΦ/dt其中，dΦ/dt是磁通量随时间的变化率。

根据问题的具体情况，可以采用不同的数值或函数形式来计算磁通量的变化率。

3. 感应电流的计算感应电流可以通过楞次定律计算得出，即：ε = -dΦ_B/dt其中，dΦ_B/dt是由感应电流产生的磁通量随时间的变化率。

根据具体情况，可以选择不同的表达式或计算方法。

4. 互感和自感的计算互感和自感是电磁感应中常见的概念。

互感描述了两个线圈之间产生的感应电动势和磁通量之间的关系，而自感描述了一个线圈自身产生的感应电动势和磁通量之间的关系。

它们可以通过相关的公式来计算，例如：互感M = ε_(12) / (I_1 * dt) = ε_(21) / (I_2 * dt) = k * sqrt(L_1 * L_2)自感L = ε / (I * dt)其中，ε_(12)和ε_(21)分别是两个线圈之间的感应电动势，I_1和I_2分别是两个线圈中的电流强度，k是互感系数，L_1和L_2分别是两个线圈的自感系数。

巧用“能量守恒”速解电磁感应问题

Ｄ条件不足无法确定．分析本题是考查学生综合分析问题能力的，有不少学生难于动笔。实这是一道能的转其化和守恒定律应用的典型实例。小球最初在Ｐ点时具有的机械能为ｍｈ当小球经过两匀强磁场ｇ，的分界面的过程中，过自身组成的闭合电穿路的磁通量发生变化，生感应电流（变成焦产转耳热）因而消耗一部分机械能，小球跟水平面，故碰撞后就上升不到Ｐ点了。小球每经过一次分界
１ＪＯ。
解析（光电流饱和时即Ｋ极逸出的电子１）
维普资讯
第２６卷总第３４期１
２００８年第４期（半月）下
物
理
教
学
探
讨
Ｖｏ．６ＮＯ３４１２．１
ＪｕｎｌｏＰｙｉｓＴｅｃｉｇｏｒａｆｈｓｃａｈｎ
（Ｘ）４２０．０８．３．１
例２三边长一０２的正方形线圈ｃ一．ｍ，
其质量。０１ｇ一质量Ｍ一０２ｇ的重物用．ｋ。．ｋ细线通过两定滑轮与线圈相连。匀强磁场方向垂
直于纸面向里，个装置如图３所示。重物从整若
定律也是我们解决物理问题的重要武器。有些
电磁感应问题，从“ 若能量守恒”的角度去分析，
能别开生面，问题迅速解决。面列举几例，使下请

能量守恒定律在电磁感应现象中的应用

能量守恒定律在电磁感应现象中的应用
电磁感应是物理学中关于电磁场作用下物体间能量转移的理论，它基本上是建立在能量守恒定律之上的。

实际上，能量守恒定律是指能量不能自己建立或消失，它只能在相应的物体或介质中流动或转化，其转化都要遵守守恒定律。

因此，能量守恒定律也是揭示电磁感应的基础之一。

电磁感应是指一个物体受到电磁场的作用后，另一个处于相对的物体也同样受到该电磁场的作用而产生影响的现象。

也就是说，当一个物体受到电磁场的影响时，另一个与之相干的物体也将受到影响，而这个影响是经过电磁能的传递，而电磁能的传递正是遵循能量守恒定律的。

例如固定电机主要是以装置在电机转子上的线圈作为运动部件，其中受磁性物质辐射并产生电磁感应现象。

当磁性绕组产生电网口时，绕组里的电流会受到磁场的作用，并产生电磁力，从而使绕组即电机转子由静止向旋转转变。

在这种情况下，在电机转动时就会遵循能量守恒定律，即总能量保持不变，这就是电磁感应中能量守恒定律的实际应用。

此外，电磁感应的作用还有很多方面的应用，比如在变压器中，采用变压器原理运用电磁感应，可以将低压电源转化为高压电源；磁致伸缩器可以使磁体受到电磁场作用而发生变形，从而获得运动能量应用于其它机械设备中；电偶也是电磁感应的应用，它可以检测并显示电流及电压的变化，也可以计算出功率的变化情况。

综上所述，能量守恒定律是电磁感应的基础，其应用也是比较广泛的，用于各种电磁设备的工作原理是建立在能量守恒定律之上的，这确保了电磁设备的正常工作，也保证了电路和系统的稳定性。

2024届高考一轮复习物理课件(新教材粤教版)：电磁感应中的动力学和能量问题

电磁感应中的能量问题
1.电磁感应中的能量转化其他形式的能量 ――克――服―安――培――力――做―功―→ 电能 ―电――流――做――功→ 焦耳热或其他形式的能量
2.求解焦耳热Q的三种方法
3.解题的一般步骤 (1)确定研究对象(导体棒或回路)； (2)弄清电磁感应过程中哪些力做功，以及哪些形式的能量相互转化； (3)根据功能关系或能量守恒定律列式求解.
2.用动力学观点解答电磁感应问题的一般步骤
3.导体常见运动情况的动态分析
v ↓ E＝Blv ↓ I＝R＋E r ↓ F安＝BIl ↓
F合
若F合＝0
匀速直线运动 v增大，若a恒定，拉力F增大
若F合≠0 ↓
F合＝ma
a、v同向 v增大，F安增大，F合减小，a减小，做加速度减小的加速运动，减小到
a＝0，匀速直线运动
A.拉力F是恒力
√B.拉力F随时间t均匀增加 √C.金属杆运动到导轨最上端时拉力F为12 N √D.金属杆运动的加速度大小为2 m/s2
t时刻，金属杆的速度大小为v＝at，产生的感应电动势为E＝Blv，电路中的感应电流 I＝BRlv，金属杆所受的安培力大小为 F 安＝BIl＝B2Rl2at，由牛顿第二定律可知外力 F＝ma＋mgsin 37°＋B2Rl2at， F 是 t 的一次函数，选项 A 错误，B 正确；
答案
4 gm2R2 2L0L14
导线框匀速进入磁场时，受力平衡，受力情况如图所示. 根据平衡条件有FT＝F安＋mgsin θ 其中F安＝BIL1 I＝ER E＝BL1v 导线框与木块通过细线相连，线框匀速进入磁场时，木块匀速下降，根据平衡条件有FT＝mg 对导线框和木块构成的系统，进入磁场前二者一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有mg－mgsin θ＝2ma

电磁感应中的动力学问题和能量问题

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.
编辑课件
题型探究
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 Ω,线框通过细线与重物相
s-l2=v t3+12 at32
解得t3=1.2 s
因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间
t=t1+t2+t3=1.2 s+0.1 s+1.2 s=2.5 s
答案 (1)6 m/s
(2)2.5 s
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规律总结此类问题中力现象和电磁现象相互联系,相互制
约,解决问题首先要建立“动→电→动”的思维顺序,可概括为 (1)找准主动运动者,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解电动势大小和方向. (2)根据等效电路图,求解回路中电流的大小及方向. (3)分析导体棒的受力情况及导体棒运动后对电路中电学参量的“反作用”,即分析由于导体棒受到安培力,对导体棒运动速度、加速度的影响, 从而推理得出对电路中的电流有什么影响,最后定性分析出导体棒的最终运动情况. (4)列出牛顿第二定律或编平辑衡课件方程求解.
到最大这一关键.
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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.

电磁感应中的能量转化与守恒

电磁感应中的能量转化与守恒能的转化与守恒定律，是自然界的普遍规律，也是物理学的重要规律。

电磁感应中的能量转化与守恒问题，是高中物理的综合问题，也是高考的热点、重点和难点。

在电磁感应现象中，外力克服安培力做功，消耗机械能，产生电能，产生的电能是从机械能转化而来的；当电路闭合时，感应电流做功，消耗了电能，转化为其它形式的能，如在纯电阻电路中电能全部转化为电阻的内能，即放出焦耳热，在整个过程中，总能量守恒。

在与电磁感应有关的能量转化与守恒的题目中，要明确什么力做功与什么能的转化的关系，它们是：合力做功=动能的改变；重力做功=重力势能的改变；重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加；弹力做功=弹性势能的改变；弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加；电场力做功=电势能的改变；电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加；安培力做功=电能的改变，安培力做正功，电能转化为其它形式的能；安培力做负功（即克服安培力做功），其它形式的能转化为电能。

以2005年高考题为例，说明与电磁感应有关的能量转化与守恒问题的解法。

例1如图1所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。

导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R,回路上其余部分的电阻不计。

在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。

开始时，导体棒处于静止状态。

剪断细线后，导体棒在运动过程中（）E1A.回路中有感应电动势B .两根导体棒所受安培力的方向相同C .两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D .两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒解析：因回路中的磁通量发生变化(因面积增大，磁通量增大)所以有感应电动势；据楞次定律判断，感生电流的方向是a,用左手定则判断ab受安培力向左, de受安培力向右；因平行金属导轨光滑，所以两根导体棒和弹簧构成的系统受合外力为零(重力与支持力平衡)，所以动量守恒，但一部分机械能转化为电能，所以机械能不守恒，因此本题选A、Do例2如图2所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L,左端接有阻值为R 的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。

高考物理电磁感应现象压轴难题综合题含答案解析

高考物理电磁感应现象压轴难题综合题含答案解析一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图所示，水平放置的两根平行光滑金属导轨固定在平台上导轨间距为1m ，处在磁感应强度为2T 、竖直向下的匀强磁场中，平台离地面的高度为h ＝3.2m 初始时刻，质量为2kg 的杆ab 与导轨垂直且处于静止，距离导轨边缘为d ＝2m ，质量同为2kg 的杆cd 与导轨垂直，以初速度v 0＝15m/s 进入磁场区域最终发现两杆先后落在地面上．已知两杆的电阻均为r ＝1Ω，导轨电阻不计，两杆落地点之间的距离s ＝4m （整个过程中两杆始终不相碰）（1）求ab 杆从磁场边缘射出时的速度大小；（2）当ab 杆射出时求cd 杆运动的距离；（3）在两根杆相互作用的过程中，求回路中产生的电能．【答案】(1) 210m/s v =；(2) cd 杆运动距离为7m ； (3) 电路中损耗的焦耳热为100J ．【解析】【详解】（1）设ab 、cd 杆从磁场边缘射出时的速度分别为1v 、2v设ab 杆落地点的水平位移为x ，cd 杆落地点的水平位移为x s +，则有2h x v g =2h x s v g+=根据动量守恒012mv mv mv =+求得：210m/s v =（2）ab 杆运动距离为d ，对ab 杆应用动量定理1BIL t BLq mv ==设cd 杆运动距离为d x +∆22BL xq r r∆Φ∆== 解得1222rmv x B L ∆=cd 杆运动距离为12227m rmv d x d B L+∆=+= （3）根据能量守恒，电路中损耗的焦耳热等于系统损失的机械能222012111100J 222Q mv mv mv =--=2．如图，在地面上方空间存在着两个水平方向的匀强磁场，磁场的理想边界ef 、gh 、pq 水平，磁感应强度大小均为B ，区域I 的磁场方向垂直纸面向里，区域Ⅱ的磁场方向向外，两个磁场的高度均为L ；将一个质量为m ，电阻为R ，对角线长为2L 的正方形金属线圈从图示位置由静止释放(线圈的d 点与磁场上边界f 等高，线圈平面与磁场垂直)，下落过程中对角线ac 始终保持水平，当对角线ac 刚到达cf 时，线圈恰好受力平衡；当对角线ac 到达h 时，线圈又恰好受力平衡(重力加速度为g ).求：(1)当线圈的对角线ac 刚到达gf 时的速度大小；(2)从线圈释放开始到对角线ac 到达gh 边界时，感应电流在线圈中产生的热量为多少?【答案】(1)1224mgR v B L = (2)322442512m g R Q mgL B L=- 【解析】【详解】(1)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为1v ，则此时感应电动势为：112E B Lv =⨯感应电流：11E I R=由力的平衡得：12BI L mg ⨯= 解以上各式得：1224mgRv B L =(2)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为2v ，则此时感应电动势2222E B Lv =⨯感应电流：22E I R=由力的平衡得：222BI L mg ⨯= 解以上各式得：22216mgRv B L =设感应电流在线圈中产生的热量为Q ,由能量守恒定律得：22122mg L Q mv ⨯-=解以上各式得：322442512m g R Q mgL B L =-3．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势E 来表明电源的这种特性。

电磁感应(有问题详解)

电磁感应1、磁通量设在匀强磁场中有一个与磁场向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，如图所示。

(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强B与垂直磁场向的面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。

(2)公式：Φ＝BS当平面与磁场向不垂直时，如图所示。

Φ＝BS⊥＝BScosθ(3)物理意义物理学中规定：穿过垂直于磁感应强度向的单位面积的磁感线条数等于磁感应强度B。

所以，穿过某个面的磁感线条数表示穿过这个面的磁通量。

(4)单位：在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb。

1Wb＝1T·1m2＝1V·s。

(5) 磁通密度：B＝ΦS⊥磁感应强度B为垂直磁场向单位面积的磁通量，故又叫磁通密度。

2、电磁感应现象(1)电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。

(2)感应电流：在电磁感应现象中产生的电流，叫做感应电流。

(3)产生电磁感应现象的条件①产生感应电流条件的两种不同表述a．闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动b．穿过闭合电路的磁场发生变化②两种表述的比较和统一a．两种情况产生感应电流的根本原因不同闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动时，是导体中的自由电子随导体一起运动，受到的洛伦兹力的一个分力使自由电子发生定向移动形成电流，这种情况产生的电流有时称为动生电流。

穿过闭合电路的磁场发生变化时，根据电磁场理论，变化的磁场围产生电场，电场使导体中的自由电子定向移动形成电流，这种情况产生的电流有时称为感生电流。

b．两种表述的统一两种表述可统一为穿过闭合电路的磁通量发生变化。

③产生电磁感应现象的条件不论用什么法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。

条件：a．闭合电路；b．磁通量变化3、电磁感应现象中能量的转化能的转化守恒定律是自然界普遍规律，同样也适用于电磁感应现象。

3、感应电动势(1)定义：在电磁感应现象中产生的电动势，叫做感应电动势。

电磁感应中的能量转化与守恒

不断减小的加速运动，最后匀速运动。
B 2 L2Vm FR 匀速时：F ,Vm 2 2 R B L
.能量分析
1 2 Q热 Fx mV m 2
3、单杆电源
4、单杆电容
四、电磁感应中线框模型动态分析解决此类问题的三种思路： 1．运动分析：分析线圈进磁场时安培力与动力的大小关系，判断其运动性质。 2．过程分析：分阶段(进磁场前、进入过程、在磁场内、出磁场过程)分析。 3．功能关系分析：必要时利用功能关系列方程求解。
C
电磁感应中的能量转化与守恒
一、电磁感应现象中的能量转化方式
1、如果电磁感应现象是由于磁场的变化而引起的，则在这个过程中，磁场能转化为电能。若电路是纯电阻电路，这些电能将全部转化为内能。 2、在导线切割磁感线运动而产生感应电流时，通过克服安培力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能。克服安培力做多少功，就产生多少电能。若电路是纯电阻电路，这些电能也将全部转化为内能。
二、电磁感应现象中能量转化的途径
1、安培力做正功，电能转化为其他形式能 2、外力克服安培力做功，即安培力做负功，其他形式的能转化为电能
三、电磁感应中杆模型动态分析
.速度图像分析 1、电阻单杆初速度
.运动情况分析
加速度不断减小的减速运动，最后静止。
.能量分析
1 Q热 mV 02 2
2、电阻单杆恒力

电磁感应中的能量守恒规律

电磁感应中的能量守恒规律电磁感应中的能量守恒规律电磁感应是指在磁场变化或者电路中有电流变化时，会在导体中产生感应电动势，并引发电流的现象。

电磁感应广泛应用于发电机、变压器、电动机等电器设备中，是现代电力工业的重要基础。

在电磁感应中，能量守恒规律起着至关重要的作用。

根据能量守恒，能量既不能被创造也不能被消灭，只能转化形式或者从一个物体传递到另一个物体。

在电磁感应中，能量也遵循这一规律。

当磁场的变化引起导体中的感应电动势时，能量从磁场传递到导体中。

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。

如果磁场的变化速度增大，感应电动势也会增大，从而导致更大的能量传递到导体中。

同样地，如果磁场的变化速度减小，感应电动势也会减小，能量的传递则相应减少。

在电磁感应中，导体中的电流流动导致能量的转化和传递。

感应电动势引发电流的产生，从而导致导体中的电子在导线中流动。

这些流动的电子会产生热能，使导体发热。

因此，能量从磁场转化为电流能量，然后转化为热能。

另外，根据洛伦兹力的作用，当导体中的电流通过磁场时，会受到力的作用。

这个力会对导体做功，将其中的电能转化为机械能。

这就是电动机的工作原理，将电能转化为机械能，实现机械运动。

通过以上分析可以得出结论，电磁感应中的能量守恒规律是非常重要的。

在电磁感应过程中，能量从磁场转化为电能或机械能，实现能量的传递和转化。

同时，也会有部分能量转化为热能，造成能量的损失。

因此，在电磁感应的实际应用中，我们需要尽可能减少能量的损失，提高能量的利用效率。

总之，电磁感应中的能量守恒规律是能量不能被创造或消灭，只能转化或传递的基本定律。

了解和应用这一规律，可以帮助我们更好地理解电磁感应现象，并在实际应用中提高能量利用效率。

电磁感应中的动力学问题和能量问题课件

安培力是通电导线在磁场中受到的力，其方向与电流和磁场方向
垂直。
安培力的大小与电流和磁感应强度的乘积成正比，与导线的长度
成正比。
安培力在电机、变压器等电气设备中有着广泛应用，是实现电能
和机械能转换的重要手段。
洛伦兹力
洛伦兹力是带电粒子在磁场中受到的力，其方向与粒子运动方向和磁场方向垂直。
洛伦兹力的大小与粒子所带电荷和磁感应强度的乘积成正比，与粒子速度成正比。
实际应用案例
总结词
增强实际应用能力
详细描述
介绍一些电磁感应在现实生活中的应用案例，如发电机、变压器等，帮助学生了解理论知识的实际应用，增强实际应用能力。
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法拉第电磁感应定律
法拉第定律
当一个变化的磁场在导体中产生时，会在导体中产生电动势。
定律的应用
发电机、变压器等电力设备的原理。
楞次定律
楞次定律
当一个导线或导线回路在磁场中发生相对运动时，感应电流的方向总是阻碍相对运动。
定律的实质
能量的转化与守恒在电磁感应过程中的体现。
02
动力学问题
安培力
电磁感应中的动力学问题和能量问题课件
目录
• 电磁感应的基本概念 • 动力学问题 • 能量问题 • 实例分析 • 习题与思考
01
电磁感应的基本概念
电磁感应的定义
电磁感应
当一个导线或导线回路在磁场中发生相对运动时，会在导线中产生电动势或电流的现象。
电磁感应定律
揭示了磁场与电场之间相互转化关系，是麦克斯韦电磁理论的重要组成部分。
04
实例分析
电动机原理
总结词
利用磁场和电流相互作用产生转矩，使电机转动。

物理电磁感应大题解题技巧

物理电磁感应大题解题技巧一、电磁感应大题的特点电磁感应大题啊，那可是物理试卷里的“大怪兽”。

它往往会把电磁感应的基本原理，像什么法拉第电磁感应定律啦，楞次定律啦，和电路知识、力学知识甚至能量知识都搅和在一起。

就好像是把各种食材扔进一个大锅里煮成一锅大杂烩，让你去挑出里面的各种成分。

比如说，它可能会给你一个复杂的线圈在磁场里运动的场景，这个线圈可能还连着电阻啊电容之类的电路元件。

这时候你就得搞清楚，这个线圈运动的时候产生的感应电动势是多少，根据楞次定律判断感应电流的方向，然后再考虑这个电流在电路里会产生什么样的效果，比如产生热量啦，对其他元件有什么作用力啦，整个过程就像在解一个超级复杂的谜题一样。

二、解题的基础步骤1. 搞清楚题目中的物理场景你得仔细看题，看看是哪种类型的电磁感应现象。

是导体棒在磁场里切割磁感线呢，还是线圈在磁场里转动或者是磁场在变化。

比如说，如果是导体棒在磁场里切割磁感线，那你就要确定导体棒的长度、运动速度、磁场的大小和方向这些基本要素。

就像你要去一个地方，得先知道目的地在哪，怎么去一样。

对于线圈在磁场里的情况，要确定线圈的匝数、面积，磁场是匀强磁场还是变化的磁场等。

这些信息就像是你破案的线索，少一个都不行。

2. 运用基本定律法拉第电磁感应定律是必须要用的。

这个定律告诉我们感应电动势的大小和磁通量的变化率有关。

如果是导体棒切割磁感线，那感应电动势E = BLv（B是磁场强度，L是导体棒长度，v是速度），这个公式就像是你的魔法棒，能帮你算出感应电动势这个关键数值。

楞次定律也不能忘。

它就像是一个交通警察，告诉你感应电流的方向。

它的核心就是感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

比如说，如果磁通量在增加，那感应电流产生的磁场方向就要和原来的磁场方向相反；如果磁通量在减少，感应电流产生的磁场方向就要和原来的磁场方向相同。

三、复杂情况的应对1. 结合电路知识当电磁感应和电路结合的时候，你要把感应电动势当成电源的电动势。