第6讲 电磁感应中能量问题和双电源模型 高中物理选修3

3．电磁感应中能量转化问题的分析技巧

（1）电磁感应过程往往涉及多种能量的转化

①如图中金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减少，一部分用来克服安培力做功，转化为感应电流的电能，最终在R上转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能。

②若导轨足够长，棒最终达到稳定状态做匀速运动，之后重力势能的减小则完全用来克服安培力做功，转化为感应电流的电能。

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。

（2）安培力做功和电能变化的特定对应关系

①“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。

②安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程，安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能。

（3）解决此类问题的步骤：

①用法拉第电磁感应定律和楞次定律（包括右手定则）确定感应电动势的大小和方向。

②画出等效电路图，写出回路中电阻消耗的电功率的表达式。

③分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程，联立求解。

4．能量转化及焦耳热的求法

（1）电磁感应中的能量转化

电磁感应过程的实质是不同形式的能量之间转化的过程，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，则电能转化为其他形式的能，外力克服安培力做功，则其他形式的能转化为电能。能量转化过程表示如下：

（2）求解焦耳热Q的三种方法

电磁感应发生过程中，涉及能量包括外部能量、运动导体的动能、焦耳热，外力做功和（克服）安培力做功实现这些能量的转化，它们关系如下：

①焦耳定律：Q＝I2Rt。

②功能关系：Q＝W克安。

③动能定理：

（3）电能求解的三种主要思路

①利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；

②利用能量守恒或功能关系求解；

③利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算。

二、应用能量守恒定律求解电磁感应能量问题

功能关系在电磁感应能量问题中的应用：

（1）重力做功，重力势能减少。

（2）杆加速下滑，杆的动能增加。

（3）杆克服安培力做功时，杆上产生热量。

（4）根据能量守恒定律和以上能量转化情况，可以列出方程求解。返回搜狐，查看更多