电磁感应中的动力学问题和能量问题(二)

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1、电磁感应中的动力学问题和能量问题（二）【学习目标】1知识目标：（1）掌握电磁感应问题的考虑要点（2）会用力的观点和能量观点解决电感磁应问题。2、能力目标：培养分析问题能力。3、情感目标：用极度的热情投入学习，体验学以致用的快乐！【使用说明】独立完成导学案内容，对疑难问题用红笔标出，准备在课堂上探究解疑。一、电磁感应问题的考虑要点1、用法拉第电磁感应定律求电动势2、用闭合电路欧姆定律求电流3、用安培力公式求安培力4、与力学结合：平衡条件、牛顿第二定律、动能定理、能量守恒、动量定理等5、注意安培力冲量和感应电量公式结合

2、（两公式要推导）二、典型题1、光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器C两极板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，导轨电阻不计.磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.当金属棒ab沿导轨向右匀速运动(开关S断开)时，电容器两极板之间质量m=1×10-14kg、带电量Q=-1×10-15C的微粒恰好静止不动；当S闭合时，微粒以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，取g=10m/s2，求：(1)金属棒ab运动的速度多大?

3、电阻多大?(2)S闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大?2、如图所示，在与水平面成角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场，磁感应强度B=0.20T，方向垂直轨道平面向上．导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与金属轨道接触良好构成闭合回路，每根导体棒的质量m=2.0×10-1kg，回路中每根导体棒电阻r=5.0×10-2Ω，金属轨道宽度L=0.50m．现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力，使之匀速向上运动．在导体棒ab匀速向上运动的过程中，导体棒cd始终能静止在

4、轨道上．g取10rn／s2，求：（1）导体棒ab运动的速度大小；（2）拉力对导体棒ab做功的功率．3、如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨与水平面成θ角，导轨间接有阻值为R的电阻，其他电阻不计。电阻也为R、质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，在NN′以下的范围内有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B，MM′、NN′、PP′彼此平行。金[属杆ab从导轨的顶端MM′由静止开始滑下，刚进入磁场边界NN′时的速度为v，下滑到PP′处时速度变为稳定，PP′与NN′的距离为s，求：（1）金属杆ab刚进入磁场边界NN′时加

5、速度的大小；（2）金属杆ab从NN’滑到PP′的过程中电阻R上产生的热量。4、如图所示，两根相距为=1m的足够长的平行光滑金属导轨，位于水平的xOy平面内，一端接有阻值为的电阻．在的一侧存在垂直纸面向里的磁场，磁感应强度B只随x的增大而增大，且它们间的关系为B=x，其中。一质量为m=0.5kg的金属杆与金属导轨垂直，可在导轨上滑动．当t=0时金属杆位于x=0处，速度为=，方向沿x轴的正方向。在运动过程中，有一大小可调节的外力F作用于金属杆，使金属杆以恒定加速度a=沿x轴正方向匀加速直线运动。除电阻R以外其余电阻都可

6、以忽略不计．求：当t=4s时施加于金属杆上的外力为多大。5、如图所示，固定在水平面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动．此时，adeb构成一个边长为l的正方形．棒的电阻为r，其余部分电阻不计．开始时磁感应强度为B0．（1）若从t＝0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持ab棒静止．求棒中的感应电流，并说明方向．（2）在上述（1）情景中，始终保持棒静止，当t＝t1时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？（3）若从t＝0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右

7、做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化？（写出B与t的关系式）6、如图，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接：棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电

8、动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。7、如图所示，两根竖直的平行光滑导轨MN、PQ，相距为L0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B0属棒和导轨电阻不计，导轨足够长。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，试求出拉力F与时问t