電磁感應(yīng)中中能的轉(zhuǎn)化與守恒.

1、第一章第一章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)學(xué)案學(xué)案5 5 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題哪一部分是外電路？哪一部分是外電路？分析閉合電路中電流的方向。分析閉合電路中電流的方向。導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒abab沿著導(dǎo)軌面向右勻速運(yùn)動(dòng)。沿著導(dǎo)軌面向右勻速運(yùn)動(dòng)。哪一部分是等效電源？哪一部分是等效電源？ 1確定所研究的回路，明確回路中相當(dāng)于電源的部分和確定所研究的回路，明確回路中相當(dāng)于電源的部分和相當(dāng)于外電路的部分，畫出相當(dāng)于外電路的部分，畫出等效電路圖等效電路圖 3運(yùn)用閉合電路歐姆定律，部分電路歐姆定律，串并聯(lián)運(yùn)用閉合電路歐姆定律，部分電路歐姆定律，串并聯(lián)電路的

2、電壓、電流、電阻特點(diǎn)，電功率公式等進(jìn)行計(jì)算求電路的電壓、電流、電阻特點(diǎn)，電功率公式等進(jìn)行計(jì)算求解解 2由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，由法由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律或?qū)w切割磁感線公式拉第電磁感應(yīng)定律或?qū)w切割磁感線公式寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式達(dá)式電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題1 1用電阻為用電阻為18 的均勻?qū)Ь€彎成圖中直徑的均勻?qū)Ь€彎成圖中直徑D0.80 m的封閉金屬圓環(huán)，將圓環(huán)的封閉金屬圓環(huán)，將圓環(huán)垂直于磁感線方向固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于磁感線方向固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向

3、垂直于紙面向里一根每米電阻為直于紙面向里一根每米電阻為1.25 的直導(dǎo)線的直導(dǎo)線PQ，沿圓環(huán)平面向左以，沿圓環(huán)平面向左以3.0 m/s的速度勻速滑行的速度勻速滑行 (忽略接觸處的電阻忽略接觸處的電阻)，當(dāng)它通過(guò)環(huán)上，當(dāng)它通過(guò)環(huán)上A、B位置時(shí)，求：位置時(shí)，求： (1)直導(dǎo)線直導(dǎo)線AB段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并指明該段直導(dǎo)線中電流的方向段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并指明該段直導(dǎo)線中電流的方向(2)此時(shí)圓環(huán)此時(shí)圓環(huán)的路端電壓的路端電壓(1)由題意可知由題意可知l0.8 m，EBlv1.2 V 方向由方向由A到到B(2)設(shè)棒設(shè)棒有效有效電阻為電阻為r，AB左邊電阻為左邊電阻為R1，右邊為，右邊為R2129RR 0

4、1.0rDR12124.5R RRRR0.98VRUERrAB電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化棒克服安培力做功是多少？棒克服安培力做功是多少？電流是多少？電流是多少？ab所受的安培力為多大？所受的安培力為多大？當(dāng)當(dāng)位移位移S時(shí)，拉力時(shí)，拉力F做功多少？做功多少？導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ab在拉力在拉力F作用下以速度作用下以速度v向右運(yùn)動(dòng)。思考并回答以下問(wèn)題：向右運(yùn)動(dòng)。思考并回答以下問(wèn)題：電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化利用能量守恒，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱等于其他形式能利用能量守恒，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱等于其他形式能量的減少量，即量的減少量，即QE其他其他焦耳熱的計(jì)算技巧焦耳熱的計(jì)算技巧(

5、1)感應(yīng)電路中電流恒定時(shí)，焦耳熱感應(yīng)電路中電流恒定時(shí)，焦耳熱QI2Rt.(2)感應(yīng)電路中電流變化時(shí)，可用以下方法分析：感應(yīng)電路中電流變化時(shí)，可用以下方法分析：利用動(dòng)能定理先求克服安培力做的功，而產(chǎn)生的焦耳熱等于利用動(dòng)能定理先求克服安培力做的功，而產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功，即克服安培力做的功，即Q-W安安電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化求解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量守恒問(wèn)題的一般思路求解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量守恒問(wèn)題的一般思路(1)分析回路，分清電源和外電路分析回路，分清電源和外電路(2)分析清楚有哪些力做功，明確有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)分析清楚有哪些力做功，明確有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化如

6、：化如：有摩擦力做功，必有內(nèi)能產(chǎn)生；有摩擦力做功，必有內(nèi)能產(chǎn)生；有重力做功，重力勢(shì)能必然發(fā)生變化；有重力做功，重力勢(shì)能必然發(fā)生變化；克服安培力做功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，克服安培力做功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，并且克服安培力做多少功，就產(chǎn)生多少電能并且克服安培力做多少功，就產(chǎn)生多少電能如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑金屬框豎直放置，框?qū)捜鐖D所示，足夠長(zhǎng)的光滑金屬框豎直放置，框?qū)扡0.5 m，框的電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，框的電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1T，方向與，方向與框面垂直，金屬棒框面垂直，金屬棒MN的質(zhì)量為的質(zhì)量為100 g，電阻為，電阻為1 ，現(xiàn)讓，現(xiàn)讓MN無(wú)初速的釋放

7、并與框保持接觸良好的豎直下落，從釋無(wú)初速的釋放并與框保持接觸良好的豎直下落，從釋放到達(dá)到最大速度的過(guò)程中通過(guò)棒某一截面的電荷量放到達(dá)到最大速度的過(guò)程中通過(guò)棒某一截面的電荷量2C，求此過(guò)程回路中產(chǎn)生的電能為多少？，求此過(guò)程回路中產(chǎn)生的電能為多少？(g10 m/s2)MN由解得：由解得：E3.2 J2 2問(wèn)題問(wèn)題1：電動(dòng)機(jī)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感電動(dòng)機(jī)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)嗎應(yīng)電動(dòng)勢(shì)嗎?方向怎樣方向怎樣?問(wèn)題問(wèn)題2：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流流,還是削弱了電源的電流還是削弱了電源的電流?是有利于線圈轉(zhuǎn)是有利于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)還是阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)還是阻礙了線圈

8、的轉(zhuǎn)動(dòng)?課外拓展反電動(dòng)勢(shì)課外拓展反電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題問(wèn)題3：如果電動(dòng)機(jī)因機(jī)械阻力過(guò)大而停如果電動(dòng)機(jī)因機(jī)械阻力過(guò)大而停止轉(zhuǎn)動(dòng)止轉(zhuǎn)動(dòng),會(huì)發(fā)生什么情況會(huì)發(fā)生什么情況?這時(shí)應(yīng)采取什么這時(shí)應(yīng)采取什么措施措施?課外拓展反電動(dòng)勢(shì)課外拓展反電動(dòng)勢(shì) 1、定義：、定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是跟外總是跟外加電壓方向相反加電壓方向相反,這個(gè)電動(dòng)勢(shì)叫這個(gè)電動(dòng)勢(shì)叫反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì). 2、作用：、作用：阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng).線圈要維持轉(zhuǎn)動(dòng)線圈要維持轉(zhuǎn)動(dòng), ,電源就要向電電源就要向電動(dòng)機(jī)提供電能動(dòng)機(jī)提供電能. .電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能. . 3、應(yīng)用：、應(yīng)用：電動(dòng)機(jī)

9、停止轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng), 就沒有反電動(dòng)勢(shì)就沒有反電動(dòng)勢(shì),線圈中線圈中電流會(huì)很大電流會(huì)很大,電動(dòng)機(jī)會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)會(huì)燒毀,要立即切斷電源要立即切斷電源,進(jìn)行檢進(jìn)行檢查查.2如圖所示，兩根電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌傾角為如圖所示，兩根電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌傾角為，導(dǎo)軌下端接有電阻，導(dǎo)軌下端接有電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直斜面向上勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直斜面向上質(zhì)量為質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒、電阻不計(jì)的金屬棒ab在沿斜面與棒垂直的恒在沿斜面與棒垂直的恒力力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，上升高度為作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，上升高度為h，在這個(gè)過(guò)程中，在這個(gè)過(guò)程中()A金屬棒所受各力的合力所做的功等于零金屬棒所受各力的合力所做的功等于零B金屬棒所受各力的合力所做的功等于金屬棒所受各力的合力所做的功等于mgh和電阻和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和上產(chǎn)生的焦耳熱之和C恒力恒力F與重力的合力所做的功等于棒克