高中物理教科版选修3-1第一章电磁感应1.5电磁感应中的能量转化与守恒（共19张PPT）

选修3-2 第一章电磁感应 1.5 电磁感应中的能量转化与守恒 一、电磁感应现象中的能量转化 当在闭合电路中产生感应电流时,电流做功,消耗了电能,根据能量守恒定律,能量不会被创造,也不会被消灭,那么,是什么能量转化为电能呢?一般有两种情况: 1.导体做切割磁感线运动,在电路中产生感应电流,是该导体的________转化为________． 机械能 电能 2.如图所示,当图中电阻R变化时,螺线管M中变化的电流产生变化的磁场,从而使螺线管N中的磁通量发生变化,在N中产生感应电流,此处电能是螺线管M转移给N的.但此处的转移并不像导向导线导电一样直接转移,而是一个间接的转移: ________→ ________ → ________,实质上还是能量的转化． 电能 磁场能 电能 【例题1】下图中，设运动导线ab长为L，速度为v，匀强磁场的磁感应强度为B，闭合电路总电阻为R．探究为了保持导线做匀速运动，外力所做的功W外和感应电流的电功W电的关系． 【解析】运动导体产生的电动势为： 电路中感应电流为： 磁场对这个电流的作用力为： 保持匀速运动所需外力为： 在 时间内，外力所做的功为： 而此时间内，感应电流的电功为： 可见： 【归纳总结】在电磁感应中，产生的电能是通过外力克服安培力做功转化而来的，外力做了多少功，就有多少电能产生，而这些电能又通过感应电流做功，转化为其他形式的能量． 表达式： W克服安=△E电（安培力做负功，电能增加） 思考：在导体切割磁感线情况下，安培力如果做正功， 能量又是怎样转化的？如何用做功来量度？ 【例题2】在倾角 的斜面上，沿下滑方向铺两条平行的光滑导轨，导轨足够长，导轨的间距为 ，两者的底端a和b用 的电阻相连，如图所示．在导轨上垂直于导轨放有一根金属杆cd，其质量 ．今垂直于斜面加一匀强磁场B，当金属 杆以 的速率匀速下滑时，R中感应电流的方向为从a到b，设导轨和金属杆cd的电阻都忽略不计，g取10m/s2，求：（1）匀强磁场B的大小和方向 . （2）电流的功率P电．　 【解析】（1）当金属杆匀速下滑时，重力