(電磁感應(yīng)中的能量問題)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)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(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始向右運(yùn)動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)．求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳QR及ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小a．

(2)若ab桿固定在導(dǎo)軌上的初始位置，使勻強(qiáng)磁場保持大小不變，繞軸勻速轉(zhuǎn)動．若從磁場方向由圖示位置開始轉(zhuǎn)過的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2．則磁場轉(zhuǎn)動的角速度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的過程中，由動能定理可得

　　(2分)

　　ab桿在磁場中由起始位置發(fā)生位移L的過程，根據(jù)功能關(guān)系，恒力F做的功等于ab桿桿增加的動能與回路產(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桿剛要離開磁場時，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)磁場旋轉(zhuǎn)時，可等效為矩形閉合電路在勻強(qiáng)磁場中反方向勻速轉(zhuǎn)動，所以閉合電路中產(chǎn)生正弦式電流，感應(yīng)電動勢的峰值(2分)

　　有效值(2分)　(1分)　而(1分)


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電磁感應(yīng)中的功率問題、自感

1、電磁感應(yīng)中的電路問題在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(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________，便可對用電器供電．因此，電磁感應(yīng)問題往往和電路聯(lián)系在一起，解決這類問題的基本方法是：

(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、自感電動勢的方向：由楞次定律可知，自感電動勢總是________原來導(dǎo)體中電流的變化．當(dāng)回路中的電流增加時，自感電動勢和原來電流的方向________；當(dāng)回路中的電流減小時，自感電動勢和原來電流的方向________．自感對電路中的電流變化有________作用，使電流不能________．

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

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電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題：

感應(yīng)電流在磁場中受到________的作用，因此電磁感應(yīng)問題往往跟________學(xué)問題聯(lián)系在一起．解決這類問題需要綜合應(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)動定律、動量守恒定律、動量定理、動能定理等)，分析時要特別注意________、速度v達(dá)________的特點(diǎn)．

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電磁感應(yīng)中的能量問題：

電磁感應(yīng)的過程實(shí)質(zhì)上是________的轉(zhuǎn)化過程，電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到________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)電流通過用電器時，________能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能量．安培力做功的過程是________的過程．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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(1)流過金屬棒的感應(yīng)電流為多大？

(2)若圖中電容器C為0.3μF，則電容器中儲存多少電荷量？

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