《電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒》知識清單

《電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒》知識清單一、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，其他形式的能量會轉(zhuǎn)化為電能。比如，當(dāng)我們把條形磁鐵插入或者拔出閉合線圈時，磁鐵的機(jī)械能就會轉(zhuǎn)化為線圈中的電能。這里的機(jī)械能可能是我們手動移動磁鐵的能量哦。根據(jù)能量守恒定律，能量不會憑空產(chǎn)生也不會憑空消失，只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。在電磁感應(yīng)里，總的能量是保持不變的。2、能量轉(zhuǎn)化的具體例子發(fā)電機(jī)就是利用電磁感應(yīng)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的典型例子。像水力發(fā)電機(jī)，水的機(jī)械能帶動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，就產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，進(jìn)而產(chǎn)生電能。再比如，我們在實(shí)驗(yàn)室里用手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電，我們手搖的機(jī)械能就轉(zhuǎn)化成了電能，要是接個小燈泡，電能又能轉(zhuǎn)化成光能讓燈泡發(fā)光啦。二、電磁感應(yīng)中的能量守恒1、能量守恒定律在電磁感應(yīng)中的體現(xiàn)在電磁感應(yīng)過程中，不管是導(dǎo)體棒在磁場中切割磁感線，還是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電動勢，能量都是守恒的。如果是導(dǎo)體棒切割磁感線，外力做功的能量等于電路中產(chǎn)生的電能。例如，一個導(dǎo)體棒在磁場中受到拉力F，以速度v勻速切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I，在時間t內(nèi)，拉力做的功W＝Fvt，這個功就等于電路中產(chǎn)生的電能Q＝I2Rt（這里的R是電路中的總電阻）。2、能量守恒的計算與應(yīng)用當(dāng)計算電磁感應(yīng)中的能量問題時，我們要明確能量的轉(zhuǎn)化路徑。比如一個閉合回路中，磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，我們可以根據(jù)感應(yīng)電流的大小、電阻等算出電能，這個電能可能是由其他形式的能量轉(zhuǎn)化來的。要是已知某個過程中的能量轉(zhuǎn)化情況，我們也能通過能量守恒求出其他未知量。比如說，已知一個電磁感應(yīng)裝置中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，輸入的機(jī)械能為E?，我們就可以算出產(chǎn)生的電能為E＝ηE?。習(xí)題：一個導(dǎo)體棒長L，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，以速度v垂直磁感線方向切割磁感線，電路中的電阻為R，求導(dǎo)體棒在時間t內(nèi)產(chǎn)生的電能。答案：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢E＝BLv，感應(yīng)電流I＝E/R＝BLv