电磁感应中的动力学和能量问题 【基本概念、规律】 一、电磁感应现象中的动力学问题 1．安培力的大小 ?F＝ 2．安培力的方向 (1)先用右手定则判定感应电流方向，再用左手定则判定安培力方向． (2)根据楞次定律，安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向相反． 二、电磁感应中的能量转化 1．过程分析 (1)电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程． (2)感应电流在磁场中受安培力，若安培力做负功，则其他形式的能转化为电能；若安培力做正功，则电能转化为其他形式的能． (3)当感应电流通过用电器时，电能转化为其他形式的能． 2．安培力做功和电能变化的对应关系 “外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；安培力做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能． 【重要考点归纳】 考点一 电磁感应中的动力学问题分析 1．导体的平衡态———静止状态或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件(合外力等于零)列式分析． 2．导体的非平衡态———加速度不为零． 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析． 3.分析电磁感应中的动力学问题的一般思路 (1)先进行“源”的分析———分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r； (2)再进行“路”的分析———分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力； (3)然后是“力”的分析———分析研究对象(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力； (4)最后进行“运动”状态的分析———根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型． 考点二 电磁感应中的能量问题 1．电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外力克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程． 2．能量转化及焦耳热的求法 (1)能量转化 (2)求解焦耳热Q的三种方法 在解决电磁感应中的能量问题时，首先进行受力分析，判断各力做功和能量转化情况，再利用功能关系或能量守恒定律列式求解． 【思想方法与技巧】 电磁感应中的“双杆”模型 1．模型分类 “双杆”模型分为两类：一类是“一动一静”，甲杆静止不动，乙杆运动，其实质是单杆问题，不过要注意问题包含着一个条件：甲杆静止、受力平衡．另一种情况是两杆都在运动，对于这种情况，要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减． 2．分析方法 通过受力分析，确定运动状态，一般会有收尾状态．对于收尾状态则有恒定的速度或者加速度等，再结合运动学规律、牛顿运动定律和能量观点分析求解． 3.分析“双杆”模型问题时，要注意双杆之间的制约关系，即“动杆”与“被动杆”之间的关系，需要注意的是，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键． 电磁感应中的含容电路分析 一、电磁感应回路中只有电容器元件 1.这类问题的特点是电容器两端电压等于感应电动势，充电电流等于感应电流． 2.(1)电容器的充电电流用I＝＝表示． (2)由本例可以看出：导体棒在恒定外力作用下，产生的电动势均匀增大，电流不变，所受安培阻力不变，导体棒做匀加速直线运动． 二、电磁感应回路中电容器与电阻并联问题 1.这一类问题的特点是电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压，充电过程中的电流只是感应电流的一支流．稳定后，充电电流为零． 2.在这类问题中，导体棒在恒定外力作用下做变加速运动，最后做匀速运动． ... ...
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