教科2003课标版《5.电磁感应中的能量转化与守恒》新课标PPT课件优质课下载

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(3)分析电路，应用闭合电路欧姆定律求出电路中感应电流的大小．

(4)结合电路中的安培力，分析物体的运动状态，和受力情况

(5)列方程求解

(6) 重要推论：安培力F＝BIL＝B2L2V/R；电荷量Q＝n ? Ф/ ?R

2．电磁感应现象中的能量转化

(1)与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为内能．

(2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能．克服安培力做多少功，就产生多少电能．若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电阻的内能．

(3)分析思路：搞清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化．如：有摩擦力做功，必有内能产生；有重力做功，重力势能必然发生变化；克服安培力做功，必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能．然后列有关的功能关系或能量守恒关系式，求解相关问题．

例1如图所示，abcd为静止于水平面上宽度为L而长度足够长的U形金属滑轨，ac边接有电阻R，其他部分电阻不计．ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为m的均匀导体棒．整个滑轨面处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.忽略所有摩擦．

(1)若用恒力F沿水平方向向右拉棒，使其平动，求导体棒的最大速度；

(2)若导体棒从开始运动到获得最大速度发生的位移为x，求这一过程中电阻R上产生的热量Q.

思路点拨：　求解此题应把握以下两点：

(1)运动过程中v、E、I、F安、F合、a各量不断变化．

(2)整个运动过程中，能量守恒．

解析：　(1)导体棒受到恒力F后的运动情况，：金属杆受到拉力F开始加速运动后，切割磁感线，产生感应电流，受到一个反向的安培力，而反向安培力随速度增加而变大，所以导体棒做加速度逐渐减小的变加速直线运动，直到最后反向安培力与拉力F合力为0，此时金属杆达到最大速度并匀速前进。

(2)导体棒受到恒力F后的能量转化情况，能量由力F提供（F对杆做正功），能量进而转化为金属杆动能EK和内能Q（内能=电能=克服安培力做功）

【反思总结】　安培力做功是其他形式的能和电能之间相互转化的“桥梁”！

【跟踪发散】　3－1：两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨的电阻可忽略不计．斜面处在匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度．如图所示，在这个过程中(　　)

A．作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于零

B．作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和

C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零

D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

解析：　由于金属棒ab向上做匀速运动，处于平衡状态，合外力为零，合力做功为零，选项A正确，选项B错误；沿斜面的方向上，拉力等于重力沿斜面的下滑分力与安培力之和，所以拉力要克服重力和安培力做功，克服重力做的功等于重力势能的增加，克服安培力做的功最终转化为电阻上的焦耳热，选项C错，选项D对．

答案：　AD

如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．