電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)換課件

專題復(fù)習(xí)：電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題做功的過(guò)程與能量變化密切相關(guān)做功能量變化重力做功重力勢(shì)能變化彈力做功彈性勢(shì)能變化合外力做功動(dòng)能變化除彈力和重力之外其他力做功機(jī)械能的變化一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功系統(tǒng)內(nèi)能的變化電場(chǎng)力做功電勢(shì)能變化功是能量轉(zhuǎn)化的量度電流做功電能變化電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。RB均勻增大機(jī)械能磁場(chǎng)能電能電能兩種典型的電磁感應(yīng)現(xiàn)象由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，我們叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。由于變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，我們叫感生電動(dòng)勢(shì)。ＮＳ切割R？？例1：若導(dǎo)軌光滑且水平，ab開(kāi)始靜止，當(dāng)受到一個(gè)F=0.08N的向右恒力的作用，則：?jiǎn)?：ab速度為10m/s時(shí)，總電功率為多少？克服安培力的功率為多少？外力的功率為多少？能量是如何轉(zhuǎn)化的？（一）導(dǎo)體切割磁感線類P電=P克服安=P外＝0.8W其它形式能量電能W克服安熱能W電流問(wèn)3：ab速度為5m/s時(shí)，總電功率為多少？克服安培力的功率為多少？外力的功率為多少？能量是如何轉(zhuǎn)化的？P電=P克服安=0.2W<

P外＝0.4W電能W電流動(dòng)能其它形式能量熱能W克服安WF-W克服安B=0.5T=4Ωr=1Ωl=0.4mFRabF安小結(jié)1：（一）導(dǎo)體切割磁感線類W克服安=△E電思考：在導(dǎo)體切割磁感線情況下，安培力如果做正功，能量又是怎樣轉(zhuǎn)化的？如何用做功來(lái)量度？在導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，我們用外力克服安培力做功來(lái)量度有多少其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。表達(dá)式：P克服安=P電（一）導(dǎo)體切割磁感線類例題2：如圖所示，光滑水平放置的足夠長(zhǎng)平行導(dǎo)軌MN、PQ的間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌MN、PQ電阻不計(jì)。電源的電動(dòng)勢(shì)E，內(nèi)阻r，金屬桿EF其有效電阻為R，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B，現(xiàn)在閉合開(kāi)關(guān)。E，rRF安問(wèn)1：金屬桿EF將如何運(yùn)動(dòng)？最終速度多大？LE反先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后勻速運(yùn)動(dòng)。E=E反E反＝BLVm（一）導(dǎo)體切割磁感線類例題2：如圖所示，光滑水平放置的足夠長(zhǎng)平行導(dǎo)軌MN、PQ的間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌MN、PQ電阻不計(jì)。電源的電動(dòng)勢(shì)E，內(nèi)阻r，金屬桿EF其有效電阻為R，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B，現(xiàn)在閉合開(kāi)關(guān)。E，rRF安LE反問(wèn)2：當(dāng)EF速度為v時(shí)，其機(jī)械功率P機(jī)？電路產(chǎn)生的熱功率P熱？

電源消耗的電功率P電？

P機(jī)、P熱、P電三者的關(guān)系？P機(jī)＝F安VF安＝BILP電＝P機(jī)+P熱能量守恒（一）導(dǎo)體切割磁感線類導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電磁感應(yīng)的過(guò)程，同時(shí)伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和遵守能量守恒定律。當(dāng)外力克服安培力做功時(shí)，就有其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。W克服安＝△E電當(dāng)安培力做正功時(shí)，就有電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量。W安＝△EKRFabF安F安vv練習(xí)1：如圖所示，正方形線框邊長(zhǎng)L＝0.2m，質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為R=0.1Ω，傾角為30°的光滑斜面上的物體質(zhì)量為M=0.4kg，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T。當(dāng)物體沿斜面下滑，線框開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，它恰做勻速運(yùn)動(dòng)(不計(jì)一切摩擦).求：線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生多少焦耳熱？

解法（二）：利用Q=W克服安培力對(duì)m：T＝mg+F安對(duì)M：T＝MgSin300W克服安培力＝F安L由以上各式解得：Q＝0.2JQ=W克服安培力MgTmgF安T求焦耳熱的一般方法：1、Q=I2Rt2、Q=W克服安培力＝F安S3、能量守恒定律△E增＝△E減適用求恒定電流或是正弦交流電產(chǎn)生的熱量適用安培力為恒力、純電阻電路的情況普遍使用本節(jié)課小結(jié)1、在導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，由于磁場(chǎng)本身不發(fā)生變化，認(rèn)為磁場(chǎng)并不輸出能量，而是其它形式的能量，借助安培做的功（做正功、負(fù)功）來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。安培力做正功，是將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量；安培力做負(fù)功，是將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。小結(jié)2、電磁感應(yīng)過(guò)程往往涉及多種能量形式的轉(zhuǎn)化，因此從功和能的觀點(diǎn)入手，分析清楚能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，往往是解決電磁感應(yīng)問(wèn)題的重要途徑；在運(yùn)用功能關(guān)系解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意能量轉(zhuǎn)化的來(lái)龍去脈，順著受力分析、做功分析、能量分析的思路嚴(yán)格進(jìn)行，并注意功和能的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（二）磁場(chǎng)變化引起的電磁感應(yīng)問(wèn)1：電場(chǎng)的方向如何判斷？楞次定律右手螺旋磁通量向上增大感應(yīng)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流方向電場(chǎng)方向I感I感麥克斯韋電磁場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)。

均勻變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)；

非均勻變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生變化的電場(chǎng)。RB均勻增大B感+FEE（二）磁場(chǎng)變化引起的電磁感應(yīng)問(wèn)2：能量如何轉(zhuǎn)化？如何用做功來(lái)量度？電場(chǎng)力做功電流做功磁場(chǎng)能電能熱能I感I感RB均勻增大B感+FEE麥克斯韋電磁場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)。

均勻變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)；

非均勻變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生變化的電場(chǎng)。方法一：t=to時(shí)刻閉合回路消耗的功率P=F·v．方法二：由Bld=F，得例題3：如圖所示，足夠長(zhǎng)的兩光滑導(dǎo)軌水平放置，兩條導(dǎo)軌相距為d，左端MN用阻值不計(jì)的導(dǎo)線相連，金屬棒ab可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為r0，金屬棒ab的電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于豎直向下的均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，B=kt，其中k為常數(shù)。金屬棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)，金屬棒ab與M