安培力功與電功-中央電教館.ppt

安培力做功與電功的關(guān)系,金陵中學(xué) 徐銳,電磁感應(yīng)是物理新課程中選修3-2教材中的內(nèi)容，在物理學(xué)中占有很重要的位置，它涉及到電學(xué)、力學(xué)相關(guān)知識內(nèi)容。在高考試卷中也常常出現(xiàn)。,教材的地位和作用,問題的提出,電磁感應(yīng)問題，常常會涉及用能量來分析導(dǎo)體棒的運動過程。與能量相關(guān)的就是電功與安培力做功問題。,實踐證明，很多同學(xué)對安培力做功與電功的關(guān)系混淆不清。,問題的研究,問題1：如圖所示，導(dǎo)體棒MN從豎直光滑軌導(dǎo)上由靜止開始下滑，研究棒在下滑過程中能量的轉(zhuǎn)化。,根據(jù)能量守恒，棒MN重力勢能減少量一部分轉(zhuǎn)化為棒的動能，還有一部分轉(zhuǎn)化為電路中的焦耳熱（電能轉(zhuǎn)化為熱能）。,根據(jù)動能定理：,結(jié)論：克服安培力做功等于電功,電功率： P=IE,導(dǎo)體棒克服安培力做功的功率,P安=F安v=BILv=IBLv=IE,結(jié)論：克服安培力做功等于電功,問題的研究,問題2：導(dǎo)體棒 從MN開始做勻速運動， 磁場均勻增強（B=kt) 回路電阻為r，研究在任意時刻回路中的電功率與安培力功率。,電功率：,P=IE,結(jié)論：克服安培力做功等于電功只適用于閉合回路中只有動生電動勢。,安培力功率： P=F安v,問題的研究,問題3：如圖所示， 水平導(dǎo)軌，回路電阻為R， 有界磁場以v1速度勻速運動，當(dāng)導(dǎo)體棒跟隨磁場以v2速度運動時，研究此時電功率與安培力功率。（v2v1),電功率：P電=IE,EBL（v1v2）,安培力功率：P安=Fv2,安培力功率不等于電功率，而且安培力做正功。,導(dǎo)體棒相對磁場向左運動，相對速度（v1-v2）.,則安培力相對于磁場的功率,結(jié)論：安培力相對于磁場的功率等于電功率。,研究結(jié)果,結(jié)論:克服安培力做功等于電功。,適用條件:,（1）只有動生電動勢；,（2）相對于磁場的安培力功。,例：如圖所示，位于同一水平面內(nèi)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，處在勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌的一端與一電阻相連；具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直。現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F拉桿ab，使它由靜止開始向右運動。桿和導(dǎo)軌的電阻、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場均可不計。用E表示回路中的感應(yīng)電動勢，I表示回路中的感應(yīng)電流，在I隨時間增大的過程中，電阻消耗的功率 :,A等于F的功率 B安培力的功率的絕對值 CF與安培力的合力的功率 DIE,答案：BD,例2：如圖所示，質(zhì)量為m的 導(dǎo)體棒MN從豎直軌導(dǎo)上由 靜止開始下滑，棒在下滑過 程中，受到恒定的摩擦阻力 f。已知棒的電阻為r，導(dǎo)軌 寬度為L，在導(dǎo)軌上端連接一只電阻值為R的電阻，導(dǎo)軌其它部分電阻不計，磁場方向如圖，磁感應(yīng)強度為B。,當(dāng)棒下落h高度時，棒做勻速 直線運動。 求（1）棒做勻速運動的速度； （2）在下落h的過程中， 電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。,解析：,（1）棒