2016屆高三物理一輪復習學案：電磁感應
問題1：全過程釋放出的電能，能否用w=uit計算出來？或用w=i2rt計算？
生：不知道時間t，而且u、i均為變化的，r也不知，故條件
不足，無法計算。
師：無法直接計算電能就轉換思維，間接用能量轉化守恒關系計圖算。考慮一下全過程中什么能減小，什么能增加？（學生不可能都準確地說出來，要引導。）
答：系統的機械能減少，電能增加。
師：當兩金屬棒都以v2勻速運動后，系統的機械能不再減少，也就不再釋放電能。故系統全過程中損失的全部機械能=釋放的最大電能。列式為：
類比：本題中的兩棒運動的過程，類似于兩同向運動物體的追趕問題：當兩棒同速時二者間的距離最近，由導軌、兩棒組成的閉合回路的面積最小，磁通量φ最小。而“同速”以后回路面積不再改變、u不變，故e=0，i=0，f安=0，這是從“磁通量變化”角度來看的。
另外，上述過程又類似于完全非彈性碰撞，系統動量守恒，而機械能損失的最多，故釋放的電能最多。
師：若題目條件改為不等寬的導軌，如圖所示，且已知導軌寬為l1=2l2，金屬棒電阻r1=r2=r，則最終兩棒的運動關系仍是同速嗎？（設寬、窄兩部分軌道都足夠長）
（有的學生會用例3的結論套用到這里來仍然認為系統動
量守恒，從而得出錯誤的結論。）
提示：在全過程中，兩棒的動量變化仍等值反向嗎？
生：安培力為f安=bil，因兩桿不一樣長，故兩桿所受的安培力不一樣大，其沖量不相等，所以動量改變不相等。系統動量不守恒。
師：仍然從基本方法出發，分析兩棒各自做什么運動：p棒做a減小的減速運動，q棒做a減小的加速運動。當vp=vq時，電路中兩個電動勢之和為e= ep- eq=bl1vp-bl2vq≠0，故回路中仍然有逆時針的電流，各棒在安培力作用下繼續運動，p棒繼續減速，q棒繼續加速，最終當e= bl1vp-bl2vq =0時，i=0，f安=0，兩棒才做勻速運動。
因此，本題應滿足的物理條件和規律是：
最終勻速運動的條件：e=0
即：bl1vp-bl2vq =0 ①
得 ②
運動過程中的動量變化規律為：
p棒：bil1•δt=m1（v1-vp） ③
q棒：bil2•δt=m2vq-0 ④
③/④得： ⑤
由②、⑤式代入數字得： ， 。
師：請同學們試畫出兩棒在水平軌道上運動的v-t圖像。（定性）
師：從本題的分析可見，遇到物理問題應該養成仔細審清題目給的條件，分析物理過程，正確選用物理規律的習慣，而不要輕率地套用某些題目的某些結論。
（二）用能量觀點分析電磁感應問題
【例題31】有一種磁性加熱裝置，其關鍵部分由焊接在兩個等大的金屬圓環上的n根（n較大）間距相等的平行金屬條組成，呈“鼠籠”狀，如圖所示。每根金屬條的長度為l、電阻為r，金屬環的直徑為d，電阻不計。圖中的虛線所示的空間范圍內存在著磁感強度為b的勻強磁場，磁場的寬度恰好等于“鼠籠”金屬條的間距，當金屬籠以角速度ω繞通過兩圓環的圓心的軸oo′旋轉時，始終有一根金屬條在垂直切割磁感線。“鼠籠”的轉動由一臺電動機帶動，這套設備的效率為η，求：電動機輸出的機械功率。