第34卷第6期2013钷PHYSICSTEACHER化學班主任V01.34No.6(2013)電磁感應問題中電路消耗的電功率到底等于哪些?陳連余(北京市金陵學校,上海浙江210005)1一個常用推論導體棒在磁場中做切割磁感線運動時,形成感應電壓電功率教學反思反思電功率教學反思反思,遭到安培力,從而出現一個耳熟能詳的推論:“導體棒做切割磁感線運動以穩定速率運動時,電路獲得的電功率等于導體棒克服安培力做功功率.”下面給出推論的推論過程.在圖1所示的電路中,磁感應硬度大小為B的勻強磁場垂.直紙面向里,長為L的導體捧在恒定外力F作用下沿光滑滑軌運動.當達到穩定速率v時,棒受安培力F安:筆譬。.導體棒克服安培力F安做功的功率為曩}×三一F×圖1‰=腳=簪.回路中的電功率為。E2B2L2擴1電R總一R總’因此,Pe—P槭,推論得證.上述推論在課堂教學、教輔資料中常見常用,雖然是一個定論.并且,這個推論可靠嗎?2三種情形下對推論的指責情形1:兩根導體棒以不同速率做切割磁感線運動.如圖2所示,兩根無限長金屬滑軌MN、PQ水平地平行放置,相距L.質量均為m的光滑金屬棒n6、cd垂直放在滑軌上,在導圖2軌間的內阻均為R,滑軌內阻不計,整個裝置處在磁感應硬度為B的豎直向上勻強磁場中.現對n6棒施加一個平行于滑軌、方向水平往右的恒力F作用.rd棒會往右運動.設某一時刻曲棒的速率為仇、cd棒的速率為地,求此時(1)安培力對fd棒做功的電功率P。
;(2)ab棒克服安培力做功的電功率P克。。;(3)電路中形成的電功率P電.解析:(1)由題意,其實有。->。z,電路中電流為BLvl一BLv22R——BL(”l一”2)‘——2R’安培力對cd棒做功的電功率為P。=F。u:=BIL”。一B旦生鏟Lu。一———原—一‘(2)ab棒克服安培力做功的電功率為B2L2(”1一”2)”2Pn。b一脅=BIL擴B些崠業L”B2L2(ul一"2)”1一———麗r一’(3)電路中形成的電功率為p一旦一1電一R總一(BLvl一BLv2)2B2L2(u1一耽)22R2R從上述討論的結果我們看出:P電=P克*一P一.反省推論1:回路中轉化的電能等于安培力F。做功功率和安培力F。做功功率差代數和的絕對值.情形2:導體棒在運動磁場中做切割磁感線運動.(2007年廣州題)如圖3(a)所示,光滑的平行長直金屬滑軌放在水平面內,間R距為L、導軌上端接有電阻為R的內阻,質量為m的導體棒垂直跨接在滑軌上.滑軌和導體棒的內阻均不計,且接觸良好.在滑軌平面上有一方形區域顯存在著豎直向上的勻強磁場,磁感應硬度大小為B.開始時,導體棒靜止于磁場區域的右端,當磁場以速率u。}××××!塒工:V1××一×I'-----曰××××}圖3勻速往右聯通時,導體棒急劇開始運動,同時遭到水平向左、大小為,的恒定阻力,并很快達到恒定速率,此時導體棒仍處于磁場區域內.綜上所述,在硬度相同的光照射下。光電流大小還與光的頻度,陰極金屬材料...