第1章 5．电磁感应中的能量转化与守恒—2020-2021学年教科版高中物理选修3-2讲义

5．电磁感应中的能量转化与守恒 [学习目标]　1.知道电磁感应现象遵守能量守恒定律．　2.理解电磁感应现象中产生的电能与克服安培力做功的关系．(难点)　3.掌握感应电流做功过程中能量的转化．(重点) 一、电磁感应中的能量转化 如图所示，处在匀强磁场中的水平导轨上有一根与导轨接触良好的可自由滑动的直导线ab，在外力F作用下向右做匀速直线运动．该过程中外力F克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能，因为这个电路是纯电阻电路，所以转化过来的电能通过电流做功又全部转化为电阻的内能，即： 二、电磁感应中的能量守恒 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中能量的总量保持不变，这是自然界普遍遵循的一条规律，在电磁感应现象中也不例外．所以，在电磁感应现象中产生了多少焦耳热(纯电阻电路)就意味着消耗了多少其他形式的能量，即Q＝ΔE减． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在电磁感应现象中，安培力做正功，把其他形式的能转化为电能． (×) (2)电磁感应现象一定伴随着能量的转化，克服安培力做功的大小与电路中产生的电能相对应． (√) (3)安培力做负功，一定有电能产生． (√) 2．如图所示，足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T．将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)(　　) A．2.5 m/s　1 W　　 B．5 m/s　1 W C．7.5 m/s　9 W D．15 m/s　9 W B　[导体棒MN匀速下滑时受力如答图所示，由平衡条件可得F安＋μmgcos 37°＝mgsin 37°，所以F安＝mg(sin 37°－μcos 37°)＝0.4 N，由F安＝BIL得I＝＝5 m/s，小灯泡消耗的电功率为P灯＝I2R灯＝1 W，B项正确．]＝1 A，所以E＝I(R灯＋RMN)＝2 V，导体棒的运动速