第34卷第6期2013钷PHYSICSTEACHER化学班主任V01.34No.6(2013)电磁感应问题中电路消耗的电功率到底等于哪些?陈连余(北京市金陵学校,上海浙江210005)1一个常用推论导体棒在磁场中做切割磁感线运动时,形成感应电压电功率教学反思反思电功率教学反思反思,遭到安培力,从而出现一个耳熟能详的推论:“导体棒做切割磁感线运动以稳定速率运动时,电路获得的电功率等于导体棒克服安培力做功功率.”下面给出推论的推论过程.在图1所示的电路中,磁感应硬度大小为B的匀强磁场垂.直纸面向里,长为L的导体捧在恒定外力F作用下沿光滑滑轨运动.当达到稳定速率v时,棒受安培力F安:笔譬。.导体棒克服安培力F安做功的功率为曩}×三一F×图1‰=脚=簪.回路中的电功率为。E2B2L2扩1电R总一R总’因此,Pe—P槭,推论得证.上述推论在课堂教学、教辅资料中常见常用,虽然是一个定论.并且,这个推论可靠吗?2三种情形下对推论的指责情形1:两根导体棒以不同速率做切割磁感线运动.如图2所示,两根无限长金属滑轨MN、PQ水平地平行放置,相距L.质量均为m的光滑金属棒n6、cd垂直放在滑轨上,在导图2轨间的内阻均为R,滑轨内阻不计,整个装置处在磁感应硬度为B的竖直向上匀强磁场中.现对n6棒施加一个平行于滑轨、方向水平往右的恒力F作用.rd棒会往右运动.设某一时刻曲棒的速率为仇、cd棒的速率为地,求此时(1)安培力对fd棒做功的电功率P。
;(2)ab棒克服安培力做功的电功率P克。。;(3)电路中形成的电功率P电.解析:(1)由题意,其实有。->。z,电路中电流为BLvl一BLv22R——BL(”l一”2)‘——2R’安培力对cd棒做功的电功率为P。=F。u:=BIL”。一B旦生铲Lu。一———原—一‘(2)ab棒克服安培力做功的电功率为B2L2(”1一”2)”2Pn。b一胁=BIL扩B些岽业L”B2L2(ul一"2)”1一———丽r一’(3)电路中形成的电功率为p一旦一1电一R总一(BLvl一BLv2)2B2L2(u1一耽)22R2R从上述讨论的结果我们看出:P电=P克*一P一.反省推论1:回路中转化的电能等于安培力F。做功功率和安培力F。做功功率差代数和的绝对值.情形2:导体棒在运动磁场中做切割磁感线运动.(2007年广州题)如图3(a)所示,光滑的平行长直金属滑轨放在水平面内,间R距为L、导轨上端接有电阻为R的内阻,质量为m的导体棒垂直跨接在滑轨上.滑轨和导体棒的内阻均不计,且接触良好.在滑轨平面上有一方形区域显存在着竖直向上的匀强磁场,磁感应硬度大小为B.开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速率u。}××××!埘工:V1××一×I'-----曰××××}图3匀速往右联通时,导体棒急剧开始运动,同时遭到水平向左、大小为,的恒定阻力,并很快达到恒定速率,此时导体棒仍处于磁场区域内.综上所述,在硬度相同的光照射下。光电流大小还与光的频度,阴极金属材料...