电磁感应中的“焦耳热”求解策略

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。电磁感应中的“焦耳热”求解策略　　摘要：电磁感应是高中物理选修模块的内容，是高考的热点和难点，而“电磁感应”中的“焦耳热”问题，在历年高考的计算题中经常出现。本文将以具体题目为例讨论电磁感应中的“焦耳热”问题的求解策略。��　　关键词：电磁感应；焦耳热；求解策略��　　中图分类号：G424文献标识码：A文章编号：1992--044-02　　　　一、根据焦耳定律Q=I��2

2、Rt求解��　　　　例1如图所示，平行导轨竖直放置上端用导线连接一个电阻，阻值R=10��Ω��中间跨接的金属棒与导轨组成闭合回路，平行导轨间存在垂直导轨所在平面向里的磁场，t=0时，磁感应强度为B��0=6��T��，开始时磁感应强度随时间而变化，1秒后磁感应强度不变。设从t=0开始金属棒从距导轨上端d=1��m��处自由释放并做自由落体运动，导轨间距为L=1��m��，金属棒与导轨接触良好，且不计摩擦，棒的质量为m=��kg��，导轨及金属棒电阻不计，g取10��m/s����2。求：��　　第1秒内磁感应强度随时间变化规律；��　　1～2秒

3、过程中电阻产生的热量是多少?��为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　解析：��　　略��　　当t=1��s��时，B��1=1��T��,且1～2秒过程中保持1T不变，��　　1��s��末金属棒的速度v=gt=10��

4、m/s��，金属棒受到的安培力F=B��2L��2vR=1��N����　　因为F=mg=1��N��，故金属棒做匀速运动，��　　即回路中产生的恒定的电流，且I=B��1lvR=1��A��，∴Q=I��2Rt=10��J����　　点评：本题中第二问中回路产生的电流是导体棒平动切割恒定磁场产生的感应电流，而经计算分析可知导体棒是匀速运动，所以回路中的感应电流为恒定电流，故可以直接使用焦耳定律Q=I��2Rt进行计算。若遇到求解交流电所产生的焦耳热时要用电流的有效值进行计算，即用Q=I有��2Rt求解。��　　　　二、运用动能定理或能量转化和守

5、恒定律求解��　　例2为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。如图(a)所示，间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感

6、应强度B��t的大小随时间t变化的规律如图(b)所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l，在t=t��x时刻(t��x未知)ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g。��　　求：通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向；��　　当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒产生的热功率；��　　ab棒开始下滑至EF的

7、过程中回路中产生的热量。��　　　　解析：通过cd棒的电流方向d→c，区域Ⅰ内磁场方向为垂直于斜面向上��　　对cd，F��安=BIl=mg��sin��θ所以通过棒的电流大小I=mg��sin��θBl��　　当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒产生的热功率P=I��2R=m��2g��2R��sin��θB��2l��2��　　ab棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，a=F��合m=g��sin��θ��　　cd棒始终静止，回路中产生的感应电动势E不变，则ab棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动,　　可得:��Δ��φ��Δ��t=Blv��t即2Bl��

8、2t��x=B��lg����sin��θt��x,为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学