电磁感应中的能量转换
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ห้องสมุดไป่ตู้M E B N
E， ， r
P
L
E反
F R
F安
Q
问3：能量是如何转化的？如何用做功量度能量的变化？ ：能量是如何转化的？如何用做功量度能量的变化？
W电流-W安
热能
电 能
W安
动能
（一）导体切割磁感线类
导体切割磁感线产生电磁感应的过程， 导体切割磁感线产生电磁感应的过程， 同时伴随着能量的转化和遵守能量守恒定律。 同时伴随着能量的转化和遵守能量守恒定律。
F安 mg Mg T T
由以上各式解得：Q＝0.2J 由以上各式解得： ＝
练习1：如图所示，正方形线框边长 ＝ 练习 ：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为 ， m=0.1kg，电阻为 倾角为30° ，电阻为R=0.1 ，倾角为 °的光滑斜面上的物体质 量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为 量为 ，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体 。 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动 不计一切 摩擦).求 线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 摩擦 求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 解法（ ）：利用能量守恒定律 解法（三）：利用能量守恒定律 利用 系统： 对M和m系统：△E增＝△E减 和 系统 Q+mgL＝MgLSin300 ＝
M E B N
E， ， r
P
L
E反
F R
F安
Q
将如何运动？ 问1：金属杆 将如何运动？最终速度多大？ ：金属杆EF将如何运动 最终速度多大？ 先做加速度减小的加速运动，后匀速运动。 先做加速度减小的加速运动，后匀速运动。 E=E反 E反＝BLVm
E Vm = BL
（一）导体切割磁感线类
M 例题2：如图所示， 例题 ：如图所示，光滑水平放置 的足够长平行导轨MN、PQ的间距 的足够长平行导轨 的间距 L E， ， 电阻不计。 为L，导轨 ，导轨MN、PQ电阻不计。电 、 电阻不计 r F安 E反 源的电动势E，内阻r，金属杆EF 源的电动势 ，内阻 ，金属杆 P 其有效电阻为R， 其有效电阻为 ，整个装置处于竖 F R 直向上的匀强磁场中，磁感应强度 直向上的匀强磁场中， B，现在闭合开关。 ，现在闭合开关。 2： EF速度为 速度为v时 其机械功率P 电路产生的热功率P 问2：当EF速度为v时，其机械功率P机？电路产生的热功率P热？ 电源消耗的电功率P 三者的关系？ 电源消耗的电功率 电？ P机、P热、P电三者的关系？ P机＝F安V 2 E B N
B均匀 均匀 增大
问2：能量如何转化？如何用做功来量度？ ：能量如何转化？如何用做功来量度？ 磁 电场力做功 电流做功 热 电 能 场 能 能
I感 E
+
F
I感
E
B感
R
例题3：如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置， 例题 ：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 可在导轨上滑 用阻值不计的导线相连， 距为 ，左端 用阻值不计的导线相连 金属棒ab可在导轨上滑 导轨单位长度的电阻为r 金属棒ab的电阻不计 的电阻不计。 动，导轨单位长度的电阻为 0，金属棒 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， 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 为常数。金属棒 在水平外力的作用下，以速度 沿 为常数。 在水平外力的作用下， ，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， 时 金属棒ab与 相距非常近． 导轨向右做匀速运动，t=0时，金属棒 与MN相距非常近．求： 相距非常近 水平外力的大小F． （1）当t=to时，水平外力的大小 ． ） 回路中的磁场变化和导体切割磁感线都产生感应电动势 据题意， 据题意，有 B = kt0
练习1：如图所示，正方形线框边长 ＝ 练习 ：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为 ， m=0.1kg，电阻为 倾角为30° ，电阻为R=0.1 ，倾角为 °的光滑斜面上的物体质 量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为 量为 ，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体 。 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动 不计一切 摩擦).求 线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 摩擦 求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 解法（ ）：利用Q=I2Rt 解法（一）：利用 利用 对M：T＝MgSin300 ： ＝ 对m：T＝mg+F安 ： ＝ F安＝BIL L t = v
T T
解得： ＝ 解得：Q＝0.2J
F安
mg
Mg
求焦耳热的一般方法：
1、 Q=I2Rt
适用求恒定电流或是正弦交流电产生的热量 适用求恒定电流或是正弦交流电产生的热量 恒定电流或是正弦交流电
2、Q=W克服安培力＝F安S 、
适用安培力为恒力、纯电阻电路的情况 适用安培力为恒力、纯电阻电路的情况 恒力
3、能量守恒定律△E增＝△E减 、能量守恒定律△
专题复习： 专题复习：
做功的过程与能量变化密切相关
做功
功是能量转化的量度
能量变化
WG = −∆EP W弹 = −∆EP W合 = ∆EK
重力做功 弹力做功 合外力做功
重力势能变化 弹性势能变化 动能变化 机械能的变化 系统内能的变化 电势能变化 电能变化
除弹力和重力之外其他力做功 一对滑动摩擦力对系统做功 电场力做功 电流做功
P电=P克服安=P外＝0.8W 其它形式 能量 W克服安 电能 W电流 热 能
速度为5m/s时，总电功率为多少？克服安培力的 问3：ab速度为 ： 速度为 时 总电功率为多少？ 功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？ 功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？
W克服安 P电=P克服安=0.2W< P外＝0.4W W电流 热能 电能
W其它 = ∆E机械
fS 相对 = Q
W = ∆E
W电场力 = −∆EP
两种典型的电磁感应现象
由于导体切割磁感线产生的感应电动势，我们叫动生电动势。 由于导体切割磁感线产生的感应电动势，我们叫动生电动势。 动生电动势 由于变化的磁场产生的感应电动势，我们叫感生电动势。 由于变化的磁场产生的感应电动势，我们叫感生电动势。 感生电动势
思考：在导体切割磁感线情况下，安培力如果做正功 正功， 思考：在导体切割磁感线情况下，安培力如果做正功，
能量又是怎样转化的？如何用做功来量度？ 能量又是怎样转化的？如何用做功来量度？
（一）导体切割磁感线类
例题2：如图所示， 例题 ：如图所示，光滑水平放置 的足够长平行导轨MN、PQ的间距 的足够长平行导轨 的间距 电阻不计。 为L，导轨 ，导轨MN、PQ电阻不计。电 、 电阻不计 源的电动势E，内阻r，金属杆EF 源的电动势 ，内阻 ，金属杆 其有效电阻为R， 其有效电阻为 ，整个装置处于竖 直向上的匀强磁场中，磁感应强度 直向上的匀强磁场中， B，现在闭合开关。 ，现在闭合开关。
Q
F安＝BIL
I =
E − BLV P机＝B LV R+r
E − BLV R+r
( E − BLV ) P热＝I ( R + r ) = R+r E − BLV P ＝ EI ＝ E 电 R+r
2
P电＝P机+P热
能量守恒
（一）导体切割磁感线类
例题2：如图所示， 例题 ：如图所示，光滑水平放置 的足够长平行导轨MN、PQ的间距 的足够长平行导轨 的间距 电阻不计。 为L，导轨 ，导轨MN、PQ电阻不计。电 、 电阻不计 源的电动势E，内阻r，金属杆EF 源的电动势 ，内阻 ，金属杆 其有效电阻为R， 其有效电阻为 ，整个装置处于竖 直向上的匀强磁场中，磁感应强度 直向上的匀强磁场中， B，现在闭合开关。 ，现在闭合开关。
BLV I = R
T T
F安
mg
Mg
Q=I2Rt 由以上各式解得：Q＝0.2J 由以上各式解得： ＝
练习1：如图所示，正方形线框边长 ＝ 练习 ：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为 ， m=0.1kg，电阻为 倾角为30° ，电阻为R=0.1 ，倾角为 °的光滑斜面上的物体质 量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为 量为 ，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体 。 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动 不计一切 摩擦).求 线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 摩擦 求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 解法（ ）：利用Q=W克服安培力 解法（二）：利用 利用 对M：T＝MgSin300 ： ＝ 对m：T＝mg+F安 ： ＝ W克服安培力＝F安L Q=W克服安培力
普遍使用
本节课小结
1、在导体切割磁感线产生的电磁感应现象中， 、在导体切割磁感线产生的电磁感应现象中， 由于磁场本身不发生变化， 由于磁场本身不发生变化，认为磁场并不 输出能量，而是其它形式的能量， 输出能量，而是其它形式的能量，借助安 培做的功（做正功、负功） 培做的功（做正功、负功）来实现能量的 转化。安培力做正功， 转化。安培力做正功，是将电能转化为其 它形式的能量；安培力做负功， 它形式的能量；安培力做负功，是将其它 形式的能量转化为电能。 形式的能量转化为电能。
（一）导体切割磁感线类 例1：若导轨光滑且水平，ab开始 R =4 ：若导轨光滑且水平， 开始 静止，当受到一个F=0.08N的向右 静止，当受到一个 的向右 恒力的作用， 恒力的作用，则：
F安
b l =0.4m
F
B=0.5T a r=1
速度为10m/s时，总电功率为多少？克服安培力的 问2：ab速度为 ： 速度为 时 总电功率为多少？ 功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？ 功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？
Ｎ
R
B均匀 均匀 增大
切割
Ｓ
R
机械能
电能
磁场能
电能
电磁感应的实质是不同形式的能量转化为电能的过程。 电磁感应的实质是不同形式的能量转化为电能的过程。
（一）导体切割磁感线类 例1：若导轨光滑且水平，ab开始 R =4 ：若导轨光滑且水平， 开始 静止，当受到一个F=0.08N的向右 静止，当受到一个 的向右 恒力的作用， 恒力的作用，则：
（二）磁场变化引起的电磁感应
麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场在周围空间产生电场。 麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场在周围空间产生电场。 均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场 的磁场在周围产生恒定的电场； 均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场； 非均匀变化的磁场在周围产生变化的电场 的磁场在周围产生变化的电场。 非均匀变化的磁场在周围产生变化的电场。
B均匀 均匀 增大
问1：电场的方向如何判断？ ：电场的方向如何判断？ 磁通量向 上增大 楞次 感应磁场 定律 方向 右手螺旋 电场方向 感应电流 方向
I感 E
+
F
I感
E
B感
R
（二）磁场变化引起的电磁感应
麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场在周围空间产生电场。 麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场在周围空间产生电场。 均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场 的磁场在周围产生恒定的电场； 均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场； 非均匀变化的磁场在周围产生变化的电场 的磁场在周围产生变化的电场。 非均匀变化的磁场在周围产生变化的电场。
小结
2、电磁感应过程往往涉及多种能量形式的转 电磁感应过程往往涉及多种能量形式的转 因此从功和能的观点入手， 化，因此从功和能的观点入手，分析清楚 能量转化的关系， 能量转化的关系，往往是解决电磁感应问 题的重要途径； 题的重要途径；在运用功能关系解决问题 应注意能量转化的来龙去脉， 时，应注意能量转化的来龙去脉，顺着受 力分析、做功分析、 力分析、做功分析、能量分析的思路严格 进行，并注意功和能的对应关系。 进行，并注意功和能的对应关系。
b
v
R
F安
F
a
M E B N
当外力克服安培力做功时， 当外力克服安培力做功时， 克服安培力做功时 就有其它形式的能转化为电能 其它形式的能转化为电能。 就有其它形式的能转化为电能。 W克服安＝ △E电
v
F安
P F Q
当安培力做正功时 就有电能 当安培力做正功时，就有电能 正功 转化为其它形式的能量。 转化为其它形式的能量。 其它形式的能量 W安＝ △EK
其它 形式 能量
WF-W克服安 动能
（一）导体切割磁感线类
小结1： 小结 ：
在导体切割磁感线产生电磁感应现象， 在导体切割磁感线产生电磁感应现象，我们 用外力克服 克服安培力做功来量度有多少其它形 用外力克服安培力做功来量度有多少其它形 式的能量转化为电能。 式的能量转化为电能。 表达式： 表达式： W克服安=△E电 △ P克服安=P电
F安
b l =0.4m
F
B=0.5T a r=1
将如何运动？ 的最大速度是多少 的最大速度是多少？ 问1：ab将如何运动？ ab的最大速度是多少？ ： 将如何运动
先做加速度减小的加速运动，后匀速运动 先做加速度减小的加速运动， F＝F安 ＝ F安＝BIL E=BLVm I＝E/(R+r) ＝
F (R + r) Vm = = 10 m / s 2 2 B L
E， ， r
P
L
E反
F R
F安
Q
问3：能量是如何转化的？如何用做功量度能量的变化？ ：能量是如何转化的？如何用做功量度能量的变化？
W电流-W安
热能
电 能
W安
动能
（一）导体切割磁感线类
导体切割磁感线产生电磁感应的过程， 导体切割磁感线产生电磁感应的过程， 同时伴随着能量的转化和遵守能量守恒定律。 同时伴随着能量的转化和遵守能量守恒定律。
F安 mg Mg T T
由以上各式解得：Q＝0.2J 由以上各式解得： ＝
练习1：如图所示，正方形线框边长 ＝ 练习 ：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为 ， m=0.1kg，电阻为 倾角为30° ，电阻为R=0.1 ，倾角为 °的光滑斜面上的物体质 量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为 量为 ，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体 。 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动 不计一切 摩擦).求 线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 摩擦 求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 解法（ ）：利用能量守恒定律 解法（三）：利用能量守恒定律 利用 系统： 对M和m系统：△E增＝△E减 和 系统 Q+mgL＝MgLSin300 ＝
M E B N
E， ， r
P
L
E反
F R
F安
Q
将如何运动？ 问1：金属杆 将如何运动？最终速度多大？ ：金属杆EF将如何运动 最终速度多大？ 先做加速度减小的加速运动，后匀速运动。 先做加速度减小的加速运动，后匀速运动。 E=E反 E反＝BLVm
E Vm = BL
（一）导体切割磁感线类
M 例题2：如图所示， 例题 ：如图所示，光滑水平放置 的足够长平行导轨MN、PQ的间距 的足够长平行导轨 的间距 L E， ， 电阻不计。 为L，导轨 ，导轨MN、PQ电阻不计。电 、 电阻不计 r F安 E反 源的电动势E，内阻r，金属杆EF 源的电动势 ，内阻 ，金属杆 P 其有效电阻为R， 其有效电阻为 ，整个装置处于竖 F R 直向上的匀强磁场中，磁感应强度 直向上的匀强磁场中， B，现在闭合开关。 ，现在闭合开关。 2： EF速度为 速度为v时 其机械功率P 电路产生的热功率P 问2：当EF速度为v时，其机械功率P机？电路产生的热功率P热？ 电源消耗的电功率P 三者的关系？ 电源消耗的电功率 电？ P机、P热、P电三者的关系？ P机＝F安V 2 E B N
B均匀 均匀 增大
问2：能量如何转化？如何用做功来量度？ ：能量如何转化？如何用做功来量度？ 磁 电场力做功 电流做功 热 电 能 场 能 能
I感 E
+
F
I感
E
B感
R
例题3：如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置， 例题 ：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 可在导轨上滑 用阻值不计的导线相连， 距为 ，左端 用阻值不计的导线相连 金属棒ab可在导轨上滑 导轨单位长度的电阻为r 金属棒ab的电阻不计 的电阻不计。 动，导轨单位长度的电阻为 0，金属棒 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， 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 为常数。金属棒 在水平外力的作用下，以速度 沿 为常数。 在水平外力的作用下， ，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， 时 金属棒ab与 相距非常近． 导轨向右做匀速运动，t=0时，金属棒 与MN相距非常近．求： 相距非常近 水平外力的大小F． （1）当t=to时，水平外力的大小 ． ） 回路中的磁场变化和导体切割磁感线都产生感应电动势 据题意， 据题意，有 B = kt0
练习1：如图所示，正方形线框边长 ＝ 练习 ：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为 ， m=0.1kg，电阻为 倾角为30° ，电阻为R=0.1 ，倾角为 °的光滑斜面上的物体质 量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为 量为 ，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体 。 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动 不计一切 摩擦).求 线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 摩擦 求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 解法（ ）：利用Q=I2Rt 解法（一）：利用 利用 对M：T＝MgSin300 ： ＝ 对m：T＝mg+F安 ： ＝ F安＝BIL L t = v
T T
解得： ＝ 解得：Q＝0.2J
F安
mg
Mg
求焦耳热的一般方法：
1、 Q=I2Rt
适用求恒定电流或是正弦交流电产生的热量 适用求恒定电流或是正弦交流电产生的热量 恒定电流或是正弦交流电
2、Q=W克服安培力＝F安S 、
适用安培力为恒力、纯电阻电路的情况 适用安培力为恒力、纯电阻电路的情况 恒力
3、能量守恒定律△E增＝△E减 、能量守恒定律△
专题复习： 专题复习：
做功的过程与能量变化密切相关
做功
功是能量转化的量度
能量变化
WG = −∆EP W弹 = −∆EP W合 = ∆EK
重力做功 弹力做功 合外力做功
重力势能变化 弹性势能变化 动能变化 机械能的变化 系统内能的变化 电势能变化 电能变化
除弹力和重力之外其他力做功 一对滑动摩擦力对系统做功 电场力做功 电流做功
P电=P克服安=P外＝0.8W 其它形式 能量 W克服安 电能 W电流 热 能
速度为5m/s时，总电功率为多少？克服安培力的 问3：ab速度为 ： 速度为 时 总电功率为多少？ 功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？ 功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？
W克服安 P电=P克服安=0.2W< P外＝0.4W W电流 热能 电能
W其它 = ∆E机械
fS 相对 = Q
W = ∆E
W电场力 = −∆EP
两种典型的电磁感应现象
由于导体切割磁感线产生的感应电动势，我们叫动生电动势。 由于导体切割磁感线产生的感应电动势，我们叫动生电动势。 动生电动势 由于变化的磁场产生的感应电动势，我们叫感生电动势。 由于变化的磁场产生的感应电动势，我们叫感生电动势。 感生电动势
思考：在导体切割磁感线情况下，安培力如果做正功 正功， 思考：在导体切割磁感线情况下，安培力如果做正功，
能量又是怎样转化的？如何用做功来量度？ 能量又是怎样转化的？如何用做功来量度？
（一）导体切割磁感线类
例题2：如图所示， 例题 ：如图所示，光滑水平放置 的足够长平行导轨MN、PQ的间距 的足够长平行导轨 的间距 电阻不计。 为L，导轨 ，导轨MN、PQ电阻不计。电 、 电阻不计 源的电动势E，内阻r，金属杆EF 源的电动势 ，内阻 ，金属杆 其有效电阻为R， 其有效电阻为 ，整个装置处于竖 直向上的匀强磁场中，磁感应强度 直向上的匀强磁场中， B，现在闭合开关。 ，现在闭合开关。
Q
F安＝BIL
I =
E − BLV P机＝B LV R+r
E − BLV R+r
( E − BLV ) P热＝I ( R + r ) = R+r E − BLV P ＝ EI ＝ E 电 R+r
2
P电＝P机+P热
能量守恒
（一）导体切割磁感线类
例题2：如图所示， 例题 ：如图所示，光滑水平放置 的足够长平行导轨MN、PQ的间距 的足够长平行导轨 的间距 电阻不计。 为L，导轨 ，导轨MN、PQ电阻不计。电 、 电阻不计 源的电动势E，内阻r，金属杆EF 源的电动势 ，内阻 ，金属杆 其有效电阻为R， 其有效电阻为 ，整个装置处于竖 直向上的匀强磁场中，磁感应强度 直向上的匀强磁场中， B，现在闭合开关。 ，现在闭合开关。
BLV I = R
T T
F安
mg
Mg
Q=I2Rt 由以上各式解得：Q＝0.2J 由以上各式解得： ＝
练习1：如图所示，正方形线框边长 ＝ 练习 ：如图所示，正方形线框边长L＝0.2m，质量为 ， m=0.1kg，电阻为 倾角为30° ，电阻为R=0.1 ，倾角为 °的光滑斜面上的物体质 量为M=0.4kg，水平方向的匀强磁场磁感应强度为 量为 ，水平方向的匀强磁场磁感应强度为0.5T。当物体 。 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动(不计一切 沿斜面下滑，线框开始进入磁场时，它恰做匀速运动 不计一切 摩擦).求 线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 摩擦 求：线框进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 解法（ ）：利用Q=W克服安培力 解法（二）：利用 利用 对M：T＝MgSin300 ： ＝ 对m：T＝mg+F安 ： ＝ W克服安培力＝F安L Q=W克服安培力
普遍使用
本节课小结
1、在导体切割磁感线产生的电磁感应现象中， 、在导体切割磁感线产生的电磁感应现象中， 由于磁场本身不发生变化， 由于磁场本身不发生变化，认为磁场并不 输出能量，而是其它形式的能量， 输出能量，而是其它形式的能量，借助安 培做的功（做正功、负功） 培做的功（做正功、负功）来实现能量的 转化。安培力做正功， 转化。安培力做正功，是将电能转化为其 它形式的能量；安培力做负功， 它形式的能量；安培力做负功，是将其它 形式的能量转化为电能。 形式的能量转化为电能。
（一）导体切割磁感线类 例1：若导轨光滑且水平，ab开始 R =4 ：若导轨光滑且水平， 开始 静止，当受到一个F=0.08N的向右 静止，当受到一个 的向右 恒力的作用， 恒力的作用，则：
F安
b l =0.4m
F
B=0.5T a r=1
速度为10m/s时，总电功率为多少？克服安培力的 问2：ab速度为 ： 速度为 时 总电功率为多少？ 功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？ 功率为多少？外力的功率为多少？能量是如何转化的？
Ｎ
R
B均匀 均匀 增大
切割
Ｓ
R
机械能
电能
磁场能
电能
电磁感应的实质是不同形式的能量转化为电能的过程。 电磁感应的实质是不同形式的能量转化为电能的过程。
（一）导体切割磁感线类 例1：若导轨光滑且水平，ab开始 R =4 ：若导轨光滑且水平， 开始 静止，当受到一个F=0.08N的向右 静止，当受到一个 的向右 恒力的作用， 恒力的作用，则：
（二）磁场变化引起的电磁感应
麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场在周围空间产生电场。 麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场在周围空间产生电场。 均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场 的磁场在周围产生恒定的电场； 均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场； 非均匀变化的磁场在周围产生变化的电场 的磁场在周围产生变化的电场。 非均匀变化的磁场在周围产生变化的电场。
B均匀 均匀 增大
问1：电场的方向如何判断？ ：电场的方向如何判断？ 磁通量向 上增大 楞次 感应磁场 定律 方向 右手螺旋 电场方向 感应电流 方向
I感 E
+
F
I感
E
B感
R
（二）磁场变化引起的电磁感应
麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场在周围空间产生电场。 麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场在周围空间产生电场。 均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场 的磁场在周围产生恒定的电场； 均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场； 非均匀变化的磁场在周围产生变化的电场 的磁场在周围产生变化的电场。 非均匀变化的磁场在周围产生变化的电场。
小结
2、电磁感应过程往往涉及多种能量形式的转 电磁感应过程往往涉及多种能量形式的转 因此从功和能的观点入手， 化，因此从功和能的观点入手，分析清楚 能量转化的关系， 能量转化的关系，往往是解决电磁感应问 题的重要途径； 题的重要途径；在运用功能关系解决问题 应注意能量转化的来龙去脉， 时，应注意能量转化的来龙去脉，顺着受 力分析、做功分析、 力分析、做功分析、能量分析的思路严格 进行，并注意功和能的对应关系。 进行，并注意功和能的对应关系。
b
v
R
F安
F
a
M E B N
当外力克服安培力做功时， 当外力克服安培力做功时， 克服安培力做功时 就有其它形式的能转化为电能 其它形式的能转化为电能。 就有其它形式的能转化为电能。 W克服安＝ △E电
v
F安
P F Q
当安培力做正功时 就有电能 当安培力做正功时，就有电能 正功 转化为其它形式的能量。 转化为其它形式的能量。 其它形式的能量 W安＝ △EK
其它 形式 能量
WF-W克服安 动能
（一）导体切割磁感线类
小结1： 小结 ：
在导体切割磁感线产生电磁感应现象， 在导体切割磁感线产生电磁感应现象，我们 用外力克服 克服安培力做功来量度有多少其它形 用外力克服安培力做功来量度有多少其它形 式的能量转化为电能。 式的能量转化为电能。 表达式： 表达式： W克服安=△E电 △ P克服安=P电
F安
b l =0.4m
F
B=0.5T a r=1
将如何运动？ 的最大速度是多少 的最大速度是多少？ 问1：ab将如何运动？ ab的最大速度是多少？ ： 将如何运动
先做加速度减小的加速运动，后匀速运动 先做加速度减小的加速运动， F＝F安 ＝ F安＝BIL E=BLVm I＝E/(R+r) ＝
F (R + r) Vm = = 10 m / s 2 2 B L