电磁感应中的力与能量问题

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1、电磁感应中的力与能量问题①楞次定律感应电流具有这样的方向，总要阻碍引起感应电流的。②右手定则——导体切割磁感线2感应电流的磁场磁通量的变化电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即E=n（Δφ/Δt）一、知识回顾：①磁场变化引起：E=n(ΔB/Δt)S②导体切割磁感线引起：E=Blvsinθ1、感应电流的方向2、法拉第电磁感应定律3水平面上两根足够长的金属导轨MNPQ平行固定放置，间距为l，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m、电阻为r的金属棒ab，整个装置处于磁感应强度大小为B的

2、匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向下，如图所示。金属棒ab始终与导轨接触良好且垂直，不计导轨电阻及一切摩擦。⑴开始时磁感强度为B0，且MabP构成边长为l的正方形。若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k（k＞0），若保持棒静止，求t=t1秒时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？4⑴开始时磁感强度为B0，且MabP构成边长为l的正方形。若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k（k＞0），若保持棒静止，求t=t1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？感应电动势t=t1秒时，感应电流由平衡条件：FAF⑵现用一恒

3、力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：①金属棒ab达到的稳定速度v1为多大？②当金属棒ab沿导轨运动距离为s时获得稳定速度，此过程电阻R上产生焦耳热Q1为多大？③由静止运动距离s的过程中流过金属棒ab的电量q1为多大？棒的速度稳定时，对棒由平衡条件得：⑵现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：①金属棒ab达到的稳定速度v1为多大？静止匀速直线运动匀加速（匀减速）直线运动小结：中学阶段常见的几种稳定状态有：；；。vtv1t1a=(F-F安)/mvE=BLvI=E/

4、RF安=BIL②对棒由静止达v1过程中列动能定理：⑵现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：②当金属棒ab沿导轨运动距离为s时获得稳定速度，此过程电阻R上产生焦耳热Q1为多大？小结：功能分析：求能量守恒定律或动能定理强调：安培力做负功，将其它形式能量转化为。系统的电能③⑵现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：③由静止运动距离s的过程中流过金属棒ab的电量q1为多大？小结：电量分析：求ssEIF安avF合电磁学规律力学规律电磁学中的有关规律，如楞次定律、法

5、拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、左手定则、右手定则、安培力的计算公式等力学中的有关规律，如物体的牛顿运动定律、平衡条件、功与功率的概念、动能定理、能量守恒定律等二、基本思路“楞”“法”“欧”“安”“牛”如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板。R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。（1）调节Rx=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒

6、的电流I及棒的速率v。（2）改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。解：(1)，(2)举一反三如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L＝1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R＝0.40Ω的电阻，质量为m＝0.01kg、电阻为r＝0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线

7、，AB段为直线，导轨电阻不计，g＝10m/s2（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），试求： （1）磁感应强度B的大小；（2）当t＝1.5s时，重力对金属棒ab做功的功率； （3）金属棒ab在开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量。答案：（1）0.1T（2）0.7W（3）0.26J举一反三如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，⑴拉力F大小；⑵拉力的功率P；⑶拉力做的功W；⑷线圈中产生的电热Q；⑸通过线圈某一截面的电荷

8、量q。解：举一反三电磁感应的题目，不管是分析力与运动关系问题，还是分析功能关系问题，解决问题关键：(1)a、v、s的变化过程分析；(2)最终稳定状态分析。