电磁感应现象产生感应电动势,从能量观点看发生电能与其他形式能的相互转化,遵守能量转化与守恒定律.
例1.如图(1)所示,在B=0.5特的匀强磁场中,相距h=0.1米的两根水平导轨(电阻不计)上放一根长L=0.2米的金属棒ab,每米长电阻r=2.0欧/米.棒与导轨的交点为c、d.电阻R=0.3欧.金属棒以v=4.0m/s向左匀速运动.求使金属棒匀速运动的外力功率和电源的功率.
金属棒向左切割磁感线运动产生的动生电动势伏,电路产生电流的电动势是伏,方向b→d→c→a.cd棒电阻Rcd
=0.02牛,故外力=0.02牛,外力的功率=F·v=0.08瓦.cd棒相当于电源,电源的功率=0.08瓦.cd棒相当于发电机,外力的功率消耗了外界的能量,转化为电源的电能,所以应是相等的.
例2.如图(2)所示,相距为L的两根足够长的固定金属导轨,导轨平面的倾角θ.匀强磁场B垂直导轨平面.电阻R连接在导轨间.一根金属棒ab质量为m垂直放在导轨上,棒与导轨间的摩擦因数为m.棒从静止开始下滑,求棒的最大速度和此时的能量转换关系.导轨和棒的电阻不计.
棒下滑过程中沿导轨方向受重力下滑分力为mgsinθ、滑动摩擦力μmgcosθ
功的功率转化为棒与导轨的内能.这些能量都由棒重力势能的减少而来,单位时间内棒重力势能的减少量等于重力做功的功率
所以应该有