专题79焦耳热与电磁感应中的能量转化 电磁感应中的电荷量 电磁感应中的动量问题

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考点一 焦耳热与电磁感应中的能量转化 电磁感应中的电荷量（1-12）
考点二 电磁感应中的动量问题（13-21）
考点一 焦耳热与电磁感应中的能量转化 电磁感应中的电荷量
1．电磁感应中的能量转化
eq \x(\a\al(其他形式,的能量))eq \(――→,\s\up11(克服安培),\s\d4(力做功))eq \x(\a\al(电,能))eq \(――→,\s\up11(电流做功),\s\d4( ))eq \x(\a\al(焦耳热或其他,形式的能量))
2．求解焦耳热Q的三种方法
1）焦耳定律：Q2＝I2RΔt
2）功能关系:Q2＝W克服安培力
3）能量转化:Q2＝ΔE其他能量的减少
1．（2022·江西·金溪一中高三阶段练习）(多选)如图所示，两水平虚线之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，边长为a的正方形导体框由磁场上方a处静止释放，导体框的上、下边始终保持与磁场的边界平行，当导体框的下边与磁场的下边界重合时导体框开始匀速运动。已知磁场的磁感应强度大小为B，磁场的宽度为ℎ=3a，导体框的质量为m、电阻值为R，重力加速度为g，忽略一切阻力。则下列说法正确的是（ ）
A．导体框的下边进入磁场后可能做匀速直线运动
B．导体框进入磁场和离开磁场过程中，导体框中产生的感应电流方向相反
C．导体框进入磁场和离开磁场的过程中，通过导体框某一横截面的电荷量均为Ba2R
D．导体框穿越磁场的过程中，导体框中产生的焦耳热为3mga
【答案】BC
【解析】A．由题意可知，导体框的下边与磁场的下边界重合时导体框开始匀速直线运动，则重力等于安培力，由力的平衡条件得 mg=F安
又由 F安=BIa、I=ER、E=Bav
整理得线框的速度 v=mgRB2a2
由于导体框完全进入磁场后，因无电磁感应，导体框一定做匀加速直线运动，则说明导体框进入磁场的过程做加速运动，不可能做匀速直线运动，故A错误；
B．由楞次定律可知，导体框进入磁场的过程感应电流沿逆时针方向，导体框离开磁场的过程感应电流沿顺时针方向，B正确；
C．导体框进入磁场的过程中通过导体框导线横截面的电荷量为 q=It、I=ER
由法拉第电磁感应定律得 E=ΔΦΔt=Ba2Δt
由以上整理得 q=Ba2R
同理，导体框离开磁场的过程通过导体某一横截面的电荷量为 q=Ba2R 故C正确；
D．由于导体框进入磁场的过程做加速运动，导体框离开磁场的过程做匀速运动，可知导体框穿越磁场的过程中，导体框的动能增加了，根据能量守恒可得 3mga=ΔEk+Q
解得 Q=3mga−ΔEk