电磁感应现象中的力学问题.ppt

例3：如图所示，水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L=0.1m，电源的电动势E＝10V，内阻r=0.1Ω，金属杆EF的质量为m=1kg，其有效电阻为R=0.4Ω，其与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.1，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T，现在闭合开关，求：（1）闭合开关瞬间，金属杆的加速度；（2）金属杆所能达到的最大速度；（3）当其速度为v=20m/s时杆的加速度为多大？（忽略其它一切电阻，g=10m/s2） 例题4. 如图所示，两根竖直的平行光滑导轨MN、PQ，相距为L。在M与P之间接有定值电阻R。金属棒ab的质量为m，水平搭在导轨上，且与导轨接触良好。整个装置放在水平匀强磁场中，磁感应强度为B。金属棒和导轨电阻不计，导轨足够长。 ⑴ 若将ab由静止释放，它将如何运动？最终速度为多大？ ⑵ 若开始就给ab竖直向下 的拉力F，使其由静止开始 向下作加速度为 a（a g） 的匀加速运动，请求出拉力 F与时间t的关系式； ⑶ 请定性在坐标图上画出第（2）问中的F-t 图线。 三、电磁感应中的能量问题： 功能关系： 4.电能求解的三种方法： ①功能关系：Q＝-W安 ②能量守恒：Q＝ΔE其他 ③利用电流做功：Q=I2Rt 四.电磁感应中的图象问题 a a B2 B1 又解： v2 v1 v2 进入B1时 mg = B1I1a = B12 a2 v1 / R 出B2时 mg = B2I2 a = B22 a2 v2 / R ∴ v1 /v2 = B22 / B12 =1/4 由能量守恒定律 Q=3mga 例10、如图，矩形线圈abcd质量为m，宽为D，在竖直平面内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上下边界水平，宽也为D，ab边刚进入磁场就开始做匀速运动，那么在线圈穿越磁场的全过程产生多少电热？ 解：ab刚进入磁场就做匀速运动，说明安培力与重力刚好平衡，由于线圈和磁场宽度相同，dc边刚进入磁场时ab边刚好穿出，因此穿出过程安培力与重力仍平衡，即线圈穿越磁场过程始终是匀速的，在这下落2d的过程中，线圈的动能没有变，重力势能的减少全部转化为电能，由焦耳定律电流通过导线时，电能又全部转化为电热，所以全过程产生电热等于全过程重力势能的减少，Q =2mgD。 例11、 练习1、在闭合线圈上方有一条形磁铁自由下落，直至穿过线圈过程中，下列说法正确的是： A、磁铁下落过程机械能守恒； B、磁铁的机械能增加； C、磁铁的机械能减小； D、线圈增加的热能是由磁铁减小的机械能转化而 来的。 4、如图所示，水平光滑的“ ”形导轨置于匀强 磁场中，磁感应强度为B＝0.5T，方向竖直向下， 回路的电阻R＝2Ω，ab的长度L＝0.5m，导体ab以 垂直于导轨向右运动的速度V＝4m/s匀速运动，在 0.2S的时间内，回路中发出的热能为————J，外力 F做的功为———J。 1、线圈在均匀磁场中运动时的i-t/u-t图象 2、线圈在均匀磁场中运动时的i-x/u-x图象 3、线圈在非均匀磁场中运动时的i-t/u-x图象 4、图象的应用 例1.如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v＝20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行．取它刚进入磁场的时刻t＝0. 在下列图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是 d c b a 思考:你能作出ad间电压与时间的关系图象吗? [ c ] 澧县一中 朱锋 电磁感应的综合应用 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × C D 1.导体棒中自由电荷受到的洛伦兹力沿什么方向？ － f1 v2 f2 v1 f v 2.导体棒一直运动下去，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去？洛伦兹力做功吗？ × 　× 　 × × × 　 × × × × 　 × 　 × × × 　 × 　 × × × 　 × 　 × × v _ _ _ + + + f C D C D － f1 v2 f2 v1 f v - ﹢ ﹢ ﹢ - - - Ee 自由电荷不会一直运动下去。 当电场力等于洛伦兹力f1时，自由电荷不再定向运动。同时f2消失,电动势稳定。 3.导体棒的哪端电势比较高？ × 　× 　 × × × 　 × × × × 　 × 　 ×