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电磁感应中的力学问题
(从今天起，我们重点学习电磁感应中的力学、功能、动量等问题，主要是看、想，有时还要动动笔做做，也可以自己把我已经解答的题重新做一遍，至少学会一半的题，并感悟其中的方法！！！！！！）
一、安培力做功
1、如图所示，水平导轨光滑，宽度为L，金属棒ab的质量为m，电阻为r，金属棒以初速v0滑行。
（1）ab的终极速度？
（2）全过程安培力对ab做功多少？
（3）全过程产生的电能是多少？
（4）全过程R上产生的焦耳热是多少?
解：(1)ab的终极速度为零。
(2)全过程由动能定理
(3)全过程由能量守恒
(4)全过程由能量守恒
2、如图所示，水平导轨光滑，宽度为L，金属棒ab的质量为m，电阻不计，合上开关后。
（1）ab的终极速度？
（2）全过程安培力对ab做功多少？
（3）全过程ab消耗的电能是多少？
解：(1)ab产生的电动势为,
当时I=0，杆作匀速运动
(2)安培力作功为
(3)由能量守恒
结论：安培力做功等于电能的变化，即,安培力做多少负功，就产生多少电能，
安培力做多少正功，就消耗多少电能。
即时训练
1、如图所示，水平导轨宽度为L，金属棒ab的质量为m，电阻为r，ab与导轨动摩因素为μ，金属棒以初速v0滑行，滑行距离d时静止。
（1）ab作何种运动，并作出i-t图象。（2）安培力对ab做功多少？
（3）全过程产生的电能是多少？（4）R产生的焦耳热是多少？
解：(1)ab作加速度减小的减速运动。
(2),
(3)
(4)
2、如图所示，水平导轨宽度为L，金属棒ab的质量为m，电阻不计，ab与导轨的动摩因素为μ，电源的电动势为E，内阻为r。合上开关后，ab由静止滑行，滑行距离为d时达到最大速度。求：
（1）ab的最大速度？（2）滑行距离d时安培力对ab做功多少？
（3）滑行距离d时ab消耗的电能是多少？
解：(3)ab的最大速度为匀速,
(2)安培力做功
(3)ab消耗的电能
二．电磁感应中的力学问题
电磁感应中涉及到的力学问题有有牛顿定律、运动学、功能关系和能量守恒、动量定理，动量守恒等。电磁感应必然涉及到机械能与电能和内能的转化，物理模型通常与日常生活和现代科技相联系。
【问题与方法】
一、电磁感应中的动力学问题
1．如图所示，用铝板制成U型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为FT，则(A)
A．悬线竖直，F＝mg
B．悬线竖直，Fmg
C．悬线竖直，Fmg
D．无法确定F的大小和方向
2、如图所示，金属导轨足够长，导轨相距L=0.5m,θ=370,R=4Ω，金属棒ab的质量m=0.05kg，电阻r=1Ω，ab与导轨间的动摩因素为μ=0.5，ab由静止下滑距离d=2.0m时达到最大速度，磁场垂直于导轨向上，B=1.0T。
(1).ab的最大速度？（2m/s）
(2).R的最大功率？(0.2W)
(3).下滑2m时的过程中安培力对ab做功多少？(0.1J)
(4).下滑1m的过程中R产生的焦耳热？(0.08J)
(5).下滑距离为2m时通过ab的电量？(0.2C)
3、杆的终极速度问题
二、电磁感应中的功能关系问题
1．如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中，下列说法正确的是(CD)
A．恒力F做的功等于电路产生的电能
B．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能
C．克服安培力做的功等于电路中产生的电能
D．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动
能之和
d2、如图所示的光滑轨道，θ=300，宽度为L,有界磁场垂直于斜面，磁感应强度为B,磁场宽度为d，金属棒ab质量为m，由静止释放，进入边界时加速度为g/4，离开边界前加速度为0，求：
d
(1)ab在磁场中的最大速度？
(2)全过程产生的电能？()
(3)全过程通过R的电量？
3．正方形金属线框abcd，每边长=0.1m，总质量m=0.1kg，回路总电阻Ω，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区，如图，线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动，当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g=10m/s2）。问：
（1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？
（2）线框匀速上升过程中，重物M做功多少？其中有多少转变为电能？
解：（1）当线框上边ab进入磁场