4.7电磁感应定律应用3.ppt

法拉第电磁感应定律
能量守恒的观点解决问题
例1、如图所示,闭合金属铜环从高为h的曲面滚下,沿曲面的另一侧上升,设闭合环初速度为零,不计摩擦,则
,环上升的高度小于h
,环上升的高度大于h
,
环上升的高度等于h
,
环上升的高度小于h
减少机械能转化为电能
如图所示,一金属球用绝缘细线悬挂于O点,将金属球拉离平衡位置并释放,金属球摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域,A、,则( )
类型一
电磁阻尼的分析
,还能
摆至原来的高度
,金属球
中均有感应电流

越近速度越大,感应电流也越大

减少的重力势能转化为电能
位于光滑水平面的小车上放置一螺线管,一个比螺线管长的条形磁铁,在光滑面上沿着螺线管的轴线水平穿过,如图4-7-5所示,在此过程中( )
类型二
电磁驱动的分析和应用
图4-7-5




减少的动能转化为电能
光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图4-7-7所示,抛物线的方程是y=x2,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y=a的直线(图中的虚线所示),一个小金属块从抛物面上y=b(b>a)处以速度v沿抛物面下滑,假设抛物面足够长,小金属块沿抛物面下滑后产生的焦耳热总量是( )
类型三
电磁感应中的能量问题
减少机械能转化为电能
-7-8所示,光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连,水平轨道上方有一足够长的金属杆,,无初速释放一磁铁B(可视为质点),B下滑至水平轨道时恰好沿螺旋管A的中心轴运动,设A、B的质量分别为M、m,若最终A、B速度分别为vA、vB.
变式训练
(1)螺旋管A将向哪个方向运动?
(2)全过程中整个电路所消耗的电能.
减少的重力势能转化为电能和动能
B
M
N
a
b
V0
例一、光滑水平的金属导轨,导轨平面处于竖直向下的
匀强磁场中。两根金属棒ab、MN横放在导轨上,质
量为m且相等,电阻分别为R和2R。现使MN以V0的
初速度运动,试判定两金属棒的运动情况,电动势及
电流的变化情况。
若最终两棒都以V0/2的速度运动,
求:在上述过程中,电路中产生的焦耳热
(一)电磁感应现象中,机械能转化为电能的现象
E =BLVM -BLVa
I
a
当EM=EN,I=0、a=0时,两个棒均匀速运动
机械能(动能)转化为电能:E电=Q =mv02/4
例二:如图,一电阻为r的N匝矩形线圈abcd,边长
ab=L,ca=h,质量为m。自某高度处自由落下,线
圈面保持竖直。运动中通过一水平方向的匀强磁场,
磁场与线圈平面垂直,磁场高度为h。若线圈恰能匀速
通过磁场,线圈内产生的焦耳热多大?
a
b
c
d
(一)电磁感应现象中,机械能转化为电能的现象
匀速通过,安培力等于重力,
减少的重力势能转化为电能
Q=mg2h
H
h
h
守恒思想:
功能关系思想:
匀速通过,安培力等于重力,
克服安培力做功等于增加的电能即热能
W克A=mg2h=Q
例二:如图,一电阻为r的N匝矩形线圈abcd,边长
ab=L,ca=h,质量为m。自某高度处自由落下,线
圈面保持竖直。运动中通过一水平方向的匀强磁场,
磁场与线圈平面垂直,磁场高度为h。若线圈恰能匀速
通过磁场,此时线圈速度多大?
下落的初始高度多大?
a
b
c
d
(一)电磁感应现象中,机械能转化为电能的现象
H
h
h
下降H过程:
mgH=mv2/2-0 则
下降H+2h的过程: mg(H+2h)=mv2/2+Q