6.2电磁感应现象中,感应电流在磁场中受到的安培力作了多少功就有多少电能产生,而这些电能又通过电流做功转变成其他能,如电阻上产生的焦耳热Q = WA
例8.、如图6所示,倾角θ=300,宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨,导轨电阻不计,固定在磁感强度B=1T的范围充分大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上。用平行导轨功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量为m=0.2Kg,电阻R=1Ω的金属棒ab由静止沿导轨向上移动,当ab移动S=2.8m时,获得稳定速度,在此过程中金属棒产生的焦耳热为5.8J(不计一切摩擦,g取10m/s2).问:金属棒从静止达到稳定速度所需的时间是多少?
解析:对导体棒受力分析如图7所示,可知导体棒达到稳定速度时:
![]()
据功能关系,导体棒克服安培力做功:
WA = Q =5.8J
又据动能定理:合外力做的总功等于动能的增量
Pt-mgh-WA=
mv2
解得V=2m/s ,
联立求解得:t=1.5s.
6.1通电导线在磁场中受到安培力的作用而驱动,此时安培力做正功,能的转化是由电能转化为机械能。
6.磁场中的功和能是通过安培力做功来量度的。
5.一对滑动摩擦力所做功的代数和的绝对值等于摩擦所产生的内能,即
。
4.除重力(和弹簧弹力)以外的力对物体所做的功,等于物体机械能的增量,
3.电场力做功等于电势能的减少。
2.弹簧弹力做功等于弹性势能的减少。
1.
重力做功等于重力势能的减少,即![]()
例7.如图5所示,链条的总长度为L,总质量为m,开始时链条有
L在光滑水平桌面上,而
L长度垂在光滑桌边外.若要把链条的悬挂部分拉回桌面,则至少要克服重力做功_______J
解析:把链条的悬挂部分拉回桌面,则至少要克服重力做功![]()
5.电场力做功:可用公式
直接计算,既适用于匀强电场的恒力做功,也适用于非匀强电场的变力做功。
3.恒定功率做功:
如功率恒定时,用公式
等效替代变力功,是计算变力功的常见方法。
例5.输出功率保持10kW的起重机起吊质量为500kg的静止重物,当重物升高到2m时,速度达到最大,若g取10m/s,则此过程所用时间为多少?
解析:由P=Fv知:起重机的输出功率恒定时,物体速度增大的同时它所提供的拉力是减小的。所以货物速度V最大时F=mg,故 P=mgv
得v=P/mg=2m/s
从起吊到重物速度达到最大的过程中,只有起重机的拉力和重力对物体做功,拉力为变力,其功率恒定,故拉力功可由W=Pt替代,根据动能定理
Pt-mgh=mv2/2得:t=1.1s
4.恒定压强做功:
对液体、气体做功,若压强恒定,可用公式
直接计算
例6.人的心脏每跳一次大约输送8×10-5 m3的血液,正常人血压(可看做心脏输送血液的压强)的平均值为1.5×104 Pa,心跳约每分钟70次.据此估测心脏工作的平均功率约为_____W.
解析:心跳一次,心脏做功
=1.5×104×8×10-5J=1.2J
则每分钟心脏做功W总=1.2×70=84J
心脏工作的平均功率约为![]()
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