电磁感应中的动力学和能量问题.ppt

1.如图6所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框.在导线框右侧有一宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动，t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域.下列v－t图象中，可能正确描述上述过程的是()电磁感应中的动力学问题图6对点练习第31页，共43页，星期日，2025年，2月5日关于电磁感应中的动力学和能量问题第1页，共43页，星期日，2025年，2月5日1.综合运用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的动力学问题；2.会分析电磁感应中的能量转化问题。目标定位第2页，共43页，星期日，2025年，2月5日1、闭合回路的磁通量发生变化时，根据法拉第电磁感应定律E＝n，计算电动势大小，根据判定电动势方向。楞次定律Blv右手定则知识点梳理2、当导体做切割磁感线运动时E＝，感应电动势方向由判断。第3页，共43页，星期日，2025年，2月5日3、垂直于匀强磁场放置、长为L的直导线通过的电流为I时，它所受的安培力F＝，安培力方向的判断用。BIL左手定则ma增大减小匀速直线运动4、牛顿第二定律：F＝，它揭示了力与运动的关系.当加速度a与速度v方向相同时，速度，反之速度，当加速度a为零时，速度达到最大或最小，物体做。第4页，共43页，星期日，2025年，2月5日5、做功的过程就是的过程，做了多少功，就有多少能量发生了，是能量转化的量度。能量转化转化功动能重力势能弹性势能机械能电能I2Rt6、几种常见的功能关系(1)合外力所做的功等于物体的变化。(动能定理)(2)重力做的功等于的变化。(3)弹簧弹力做的功等于的变化。(4)除了重力和系统内弹力之外的其他力做的功等于的变化。(5)安培力做的功等于的变化。5.焦耳定律：Q＝。第5页，共43页，星期日，2025年，2月5日一、电磁感应中的动力学问题1、具有感应电流的导体在磁场中将受到安培力作用，所以电磁感应问题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是：(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；(2)求回路中的感应电流的大小和方向；(3)分析导体的受力情况(包括安培力)；(4)列动力学方程或平衡方程求解。第6页，共43页，星期日，2025年，2月5日例1：如图1所示，空间存在B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L＝0.2m，电阻R＝0.3Ω接在导轨一端，ab是跨接在导轨上质量m＝0.1kg、电阻r＝0.1Ω的导体棒，已知导体棒和导轨间的动摩擦因数为0.2.从零时刻开始，对ab棒施加一个大小为F＝0.45N、方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，求：图1(1)导体棒所能达到的最大速度；(2)试定性画出导体棒运动的速度—时间图象。第7页，共43页，星期日，2025年，2月5日(1)导体棒所能达到的最大速度；解析：ab棒在拉力F作用下运动，随着ab棒切割磁感线运动的速度增大，棒中的感应电动势增大，棒中感应电流增大，棒受到的安培力也增大，最终达到匀速运动时棒的速度达到最大值.外力在克服安培力做功的过程中，消耗了其他形式的能，转化成了电能，最终转化成了焦耳热.导体棒切割磁感线运动，产生的感应电动势：E＝BLv ①第8页，共43页，星期日，2025年，2月5日导体棒受到的安培力F安＝BIL③棒运动过程中受到拉力F、安培力F安和摩擦力Ff的作用，根据牛顿第二定律：F－μmg－F安＝ma