克服安培力做功W克安

在电磁感应现象中（无论是匀速还是 加速还是减速运动），克服安培力所做的 功等于转化过来的电能，如是纯电阻电路， 则等于电路的总焦耳热。
W安 E电
例题2： 在倾角θ=30°的斜面上，沿下滑方向铺两条平行的光 滑导轨，导轨足够长，导轨的间距为l=0.1m,两者的底端a 和b用R=0.04Ω的电阻相连，如图所示。在导轨上垂直于 导轨放有一根金属杆cd，其质量m=0.005kg,今用垂直于斜 面加匀强磁场B，当金属杆以v=10m/s的速率匀速下滑时， R中的感应电流方向为a到b，设导轨和金属杆cd的电阻都 忽略不计，g取10m/s2,求： （1）匀强磁场B的大小和方向 （2）电流的功率P电
解：设加速运动中，某一任意瞬间速度为v1时 由 又∵
P克 安 = F 安 v 1 P电= E
2
B L v1 R r
2
2
2
v1
2 2 2
B L v1 R r
2
2
2
R r

( B L v1 ) R r

B L v1 R r
既然任意时刻下的克服安培力的功率都等于电功率，那么加 速一段过程下来，克服安培力做的功就等于电能的增加量。
× × × × R
×
a× × r × b× F v
× × B × ×
× × × ×
F安 ×
× ×
匀速向右
已知：B、L、R、r、v
1、杆ab中的感应电流方向： b指向a
2、杆ab产生的感应电动势
3、杆ab受到的安培力 F安=
E= BLV ,感应电流I=
B L V R r
2 2
E R r
=
BLV R r
2.功能关系：功是能量转化的 量度 。
因果关系：做功使得能量发生转化。 数量关系：做了 多少 功就有 多少 能量发生转化。
三 峡 水 电 站
三峡水电站的工作原理？能量的转化情况？ 电磁感应现象。 机械能转化成了电能。
既然功是能量转化的量度，那么在 电磁感应现象中 ，用什么力做功量度 什么能的转化呢？
安
电
2、学习了在电磁感应现象中能的转化和守恒， 并且体验到在解题中优越性！
同步练习P12页 1-4
求：（1）匀强磁场B的大小和方向 （2）电流的功率P电
FN F安
x
×
×
θ G
解：（1）由右手定则可知，磁场的方向垂直于斜面向上。 匀速时，受力平衡得, F安=mgsinθ 又∵ F安=BIL，I=E/R ，E=BLV
得
B
m g R s in L V
2
= 0 .1T
力 学 方 法 能 量 守 恒
2
R=0.04Ω L=0.1m v=10m/s
得 P电=0.25W
方法二：在匀速下滑中，由能量守恒得
P电=P重=mgvsinθ=0.005×10×0.5WBaidu Nhomakorabea
=0.25W
例题小结： 用能量转化和守恒的观点解决电磁感应的问题， 只需要从过程考虑，不涉及电流产生的具体细节，可 以使计算方便，解题简便。
1、学习了在电磁感应现象中的功能关系，即 W E 克服安培力做的功等于转化来的电能：
, 方向： 水平向左
B L V R r
2 2
4、杆ab受到的水平外力：F外=
F安 =
，方向：水平向右
5、杆ab向右匀速运动位移为x的过程中，安培力做什么功？ （负） B 2 L2 V x （1）克服安培力做功 W克安 = R r
（2）整个回路产生的焦耳热 Q=
B 2 L2 V x Rr
既然功是能量转化的量度，那么在 电磁感应现象中 ，用什么力做功量度 什么能的转化呢？
在电磁感应现象中，克服安培力所 做的功等于转化过来的电能，如是纯电 阻电路，则等于电路的总焦耳热。
W安 E电
× ×
×
a×
安
【思考】
× ×
R
× F × ×
× r × b× F
× v1 × B × ×
× × × ×
如果杆ab在外力F作用下做加速运动了一段 位移x，还有 W E 吗？
安 电
方法二：设匀速下滑一段过程中（位移为x），由能量守恒得
m g x s in
E BLV 且 t
E R
x v
2
t
B
m g R s in L V
2
= 0 .1T
求：（1）匀强磁场B的大小和方向 （2）电流的功率P电
（2）P电=
又 因 B 0 .1T
E R
2

(BLV ) R
2013年兴化市骨 干教师送教下乡 活动同课异构
兴化市戴南高级中学高二物理备课组 范忠明
2013.12.10
1.能量守恒定律：
能量既不会凭空 产生 ,也不会凭空 消失 ，它 只能从一种形式 转化 为另一种形式，或者从一个 物体 转移 到另一个物体，在 转化 或 转移 的过 程中，能量的总量保持 不变 。
例题1： 处在匀强磁场中的两条光滑水平平行导轨，间距 为L，上面有一根与导轨垂直放置且接触良好的可 自由滑动的直导体棒ab，电阻为r,在水平向右的外 力的作用下沿杆方向以速度v做匀速直线运动，磁 场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导轨左端接 有一阻值为R的电阻。
× × × × R × × × × a× × r × b× F × × B × × × × × ×