人教版高二物理选修3-2第四章电磁感应第5节电磁感应规律应用(共95张)有.ppt

2.电磁感应现象中的力学问题: 2.如图所示，两平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动。ab、cd 两棒的质量之比为2∶1。用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉cd 棒，经过足够长时间以后（ ） A、ab 棒、cd 棒都做匀速运动. B、ab 棒上的电流方向是由a 向b. C、cd 棒所受安培 力的大小等于 . D、两棒间距离保 持不变. 6.（07上海）如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为 f 的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。 （1）求导体棒所达到的恒定速度v2； （2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大 不能超过多少？ （3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间 内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率 各为多大？ （4）若t＝0时磁场由静止开始水平向右做 匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运 动，其v-t关系如图（b）所示，已知在时刻t导体棒瞬时速度大小 为vt，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。 ﹡9．两根水平平行固定的光滑金属导轨宽为L，足够长，在其上放置两根长也为L且与导轨垂直的金属棒ab和cd，它们的质量分别为2m、m，电阻阻值均为R，金属导轨及导线的电阻均可忽略不计，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中． （1）现把金属棒ab锁定在导轨的左端，如图甲，对cd施加与导轨平行的水平向右的恒力F，使金属棒cd向右沿导轨运动，当金属棒cd的运动状态稳定时，金属棒cd的运动速度是多大？ （2）若将金属 棒ab解除锁定，如 图乙，使金属棒cd 获得瞬时水平向右 的初速度v0，求： 在它们的运动状态达到稳定的过程中，流过金属棒ab的电量是多少？整个过程中ab和cd相对运动的位移是多大？ 3.电磁感应中的图象问题 4.电磁感应中能量转化问题: 综合应用 例题1、如图甲所示，足够长的金属导轨竖直放在水平 方向的匀强磁场中，导体棒MN可以在导轨上无摩 擦的滑动。已知匀强磁场的磁感应强度B＝0.4T， 导轨间距为L＝0.1m，导体棒MN的质量为m=6g 且电阻r=0.1Ω,电阻R＝0.3Ω,其它电阻不计， （g取10m/s2)求： （1）导体棒MN下滑的最大速度多大？ （2)导体棒MN下滑达到最大速度后，棒克服安培力 做功的功率，电阻R消耗的功率和电阻r消耗的功率 为多大？ 甲 甲 乙 分析与解答： 等效电路如图乙所示，棒由静止开始 下滑，最后达到匀速运动。当匀速运 动时，由平衡条件得： （2）匀速时，克服安培力做功的功率为： 电阻R消耗的功率： 电阻r消耗的功率： 例题2、如图所示，质量为m，边长为L的正方形线框，在有界匀强磁场上方h高处由静止自由下落，线框的总电阻为R，磁感应强度为B的匀强磁场宽度为2L。线框下落过程中，ab边始终与磁场边界平行且处于水平方向，已知ab边刚穿出磁 场时线框恰好作匀速运动，求： （1）cd边刚进入磁场时线框的 速度。 （2）线框穿过磁场的过程中， 产生的焦耳热。 恰好作匀速运动 过程一：线框先作自由落体运动， 直至ab边进入磁场。 过程二：作变速运动，从cd边进入 磁场到ab边离开磁场，由于穿过 线框的磁通量不变，故线框中无感 应电流，线框作加速度为g的匀加速 运动。 过程三：当ab边刚穿出磁场时，线框作匀速直线运 动。 整个过程中，线框的重力势能减小，转化成线框的 动能和线框电阻上的内能。 ab边刚离开磁场时恰好作匀速直线运动，由平衡条 件，得： (1)设cd边刚进入磁场时线框的速度为V0，ab边刚 离开磁场时的速度为V，由运动学知识，得： （2）线框由静止开始运动，到cd边刚离开磁场的 过程中，根据能量守恒定律，得： 解之，得线框穿过磁场的过程中，产生的焦耳热 为： 电磁感应现象的实质是不同形式的能量转化的过 程，理清能量转化过程，用“能量”观点研究问题， 往往比较简单，同时，导体棒加速时，电流是变 化的，不能直接用Q＝I2Rt求解（时间也无法确 定），因而能用能量守恒的知识解决。