电磁感应现象中动力学和能量问题.ppt

电磁感应现象中的动力学与能量问题 物理组 刘永梅 【例1】如图1所示，导体棒ab可以无摩擦的在足够长的竖直轨道上滑动，整个装置处于匀强磁场中，除电阻R外，其他电阻均不计，则在ab棒下落的过程中，问: 解决此类问题的主要方法： (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向． (2)依据闭合电路欧姆定律，求出回路中的电流． (3)分析导体的受力情况． (4)依据牛顿第二定律列出动力学方程或平衡方程，求解． 复习： 合外力做功 动能的变化 重力做功 重力势能的变化 除重力之外的其他力做功 机械能的变化 【例1】如图1所示，导体棒ab可以无摩擦的在足够长的竖直轨道上滑动，整个装置处于匀强磁场中，除电阻R外，其他电阻均不计，则在ab棒下落的过程中，问: （1）哪些力在做功,做什么功？ （2) 涉及哪些能量转化? 克服安培力做功，必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能；（若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电阻的内能) 如果是安培力做正功，就是电能转化为其他形式的能． 复习： 合外力做功 动能的变化 重力做功 重力势能的变化 除重力之外的其他力做功 机械能的变化 安培力做功 电能的变化 如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L, M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦 当导体棒下落高度为h时，导体棒速度为v. (1)这个过程中，涉及哪些力做功，以及哪些能量的变化 （2）请根据动能定理和能量守恒列出两个等式 2、如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于(　　) A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量 C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量 * 一、电磁感应中的动力学问题 （1）分析导体棒下落过程的受力情况 （2) 求当导体棒速度为v时，导体棒的加速度a G=mg F安= 一、电磁感应中的动力学问题 E=Blv I=E/R F安= （3）导体棒能达到的最大速度 （4）分析导体棒的运动情况，画出导体棒运动的v-t图像。 一、电磁感应中的动力学问题 例2　　如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦． (1)由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图； (2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，