2017-2018学年教科版选修3-2 1. 5 电磁感应中的能量转化与守恒 学案
2017-2018学年教科版选修3-2   1. 5 电磁感应中的能量转化与守恒  学案第5页

少电能;如果安培力做正功,就是电能转化为其他形式的能.

(3)列有关能量的关系式.

例2 如图4所示,足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置,所在平面的倾角θ=37°,导轨间的距离L=1.0 m,下端连接R=1.6 Ω的电阻,导轨电阻不计,所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1.0 T.质量m=0.5 kg、电阻r=0.4 Ω的金属棒ab垂直置于导轨上,现用沿导轨平面且垂直于金属棒、大小为F=5.0 N的恒力使金属棒ab从静止开始沿导轨向上滑行,当金属棒滑行s=2.8 m后速度保持不变.求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)

图4

(1)金属棒匀速运动时的速度大小v;

(2)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的热量QR.

答案 (1)4 m/s (2)1.28 J

解析 (1)金属棒匀速运动时产生的感应电流为I=

由平衡条件有F=mgsin θ+BIL

代入数据解得v=4 m/s.

(2)设整个电路中产生的热量为Q,由能量守恒定律有

Q=Fs-mgs·sin θ-mv2

而QR=Q,代入数据解得QR=1.28 J.

针对训练2 水平放置的光滑平行导轨上放置一根长为L、质量为m的导体棒ab,ab处在磁感应强度大小为B、方向如图5所示的匀强磁场中,导轨的一端接一阻值为R的电阻,导轨及导体棒电阻不计.现使ab在水平恒力F作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动,当通过的位移为x时,ab达到最大速度vm.此时撤去外力,最后ab静止在导轨上.在ab运动的整个过程中,下列说法正确的是(  )