(電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題)如圖所示，相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在以為右邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)．在距邊界也為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻r的金屬桿ab．

(1)若ab桿在恒力作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)3 L距離，其速度一位移的關(guān)系圖象如圖乙所示(圖中所示量為已知量)．求此過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳QR及ab桿在剛要離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小a．

(2)若ab桿固定在導(dǎo)軌上的初始位置，使勻強(qiáng)磁場(chǎng)保持大小不變，繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．若從磁場(chǎng)方向由圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2．則磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω大小是多少？

答案：
解析：

　　解析：(1)ab桿離起起始位置的位移從L到3L的過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得

　　(2分)

　　ab桿在磁場(chǎng)中由起始位置發(fā)生位移L的過(guò)程，根據(jù)功能關(guān)系，恒力F做的功等于ab桿桿增加的動(dòng)能與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，則

　　(2分)

　　聯(lián)立解得，(1分)　R上產(chǎn)生熱量(1分)

　　ab桿剛要離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，水平向上受安培力F總和恒力F作用，

　　安培力為：(2分)

　　由牛頓第二定律可得：(1分)

　　解得(1分)

　　(2)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，可等效為矩形閉合電路在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中反方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以閉合電路中產(chǎn)生正弦式電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值(2分)

　　有效值(2分)　(1分)　而(1分)


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電磁感應(yīng)中的功率問(wèn)題、自感

1、電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題在電磁感應(yīng)中，切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)體或磁通量的變化的回路將產(chǎn)生________．該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于________(它們的電阻為電源的內(nèi)阻)，將它們接上電容器，便可使電容器________；將它們接上電阻等用電器，在回路中形成________，便可對(duì)用電器供電．因此，電磁感應(yīng)問(wèn)題往往和電路聯(lián)系在一起，解決這類(lèi)問(wèn)題的基本方法是：

(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電流的大小和方向．

(2)畫(huà)出等效電路圖

(3)應(yīng)用全電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功率等公式聯(lián)立求解．

2、自感

①、自感現(xiàn)象：自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生________時(shí)而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象．自感現(xiàn)象遵循電磁感應(yīng)的所有規(guī)律．

②、自感電動(dòng)勢(shì)的方向：由楞次定律可知，自感電動(dòng)勢(shì)總是________原來(lái)導(dǎo)體中電流的變化．當(dāng)回路中的電流增加時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)和原來(lái)電流的方向________；當(dāng)回路中的電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)和原來(lái)電流的方向________．自感對(duì)電路中的電流變化有________作用，使電流不能________．

③、自感系數(shù)：它由線(xiàn)圈________的性質(zhì)決定．線(xiàn)圈越長(zhǎng)，單位長(zhǎng)度上線(xiàn)圈的匝數(shù)越多，截面積越大，它的自感系數(shù)越________．線(xiàn)圈中插入鐵芯，自感系數(shù)增大很多，自感系數(shù)在國(guó)際單位制中的單位是________．

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電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題：

感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受到________的作用，因此電磁感應(yīng)問(wèn)題往往跟________學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起．解決這類(lèi)問(wèn)題需要綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律(法拉第電磁感應(yīng)定律)及力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律(牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理等)，分析時(shí)要特別注意________、速度v達(dá)________的特點(diǎn)．

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電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題：

電磁感應(yīng)的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是________的轉(zhuǎn)化過(guò)程，電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到________力的作用，因此，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有“外力”克服________力做功．此過(guò)程中，其他形式的能量轉(zhuǎn)化為________能．“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為________能．當(dāng)感應(yīng)電流通過(guò)用電器時(shí)，________能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能量．安培力做功的過(guò)程是________的過(guò)程．安培力做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．

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(電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1 T，金屬棒AD長(zhǎng)0.4 m，與框架寬度相同，電阻R＝1/3 Ω，框架電阻不計(jì)，電阻R1＝2 Ω，R2＝1 Ω．當(dāng)金屬棒以5 m/s速度勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，求：

(1)流過(guò)金屬棒的感應(yīng)電流為多大？

(2)若圖中電容器C為0.3μF，則電容器中儲(chǔ)存多少電荷量？

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