导线切割磁感线运动.ppt

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1、导线切割磁感线运动动态分析在匀强磁场中，金属棒沿“U”型框架或平行导轨运动的问题，要涉及磁场对电流的作用，法拉第电磁感应定律，含源电流的计算等电学知识；要依据物体的受力性质对速度和加速度的动态变化运行分析；还要对能量转化和能量守恒有深刻的理解，有些问题还涉及动量是否守恒的判断。[例1]如图所示，在竖直向下的磁感强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，导轨和金属棒的电阻及它们间的摩擦均不计，若用恒力F沿水平向右拉棒运动。求金属棒的最大速度？分析思路导体运动感应

2、电动势安培力感应电流阻碍闭合电路导体在磁场中电磁感应[例2]足够长且竖直放置的光滑轨道上水平架一个质量m、长为L的金属棒ab，除电阻R外其余各处电阻均可忽略，如图，ab由静止下滑并始终保持与轨道良好接触，（1）分析ab棒下滑过程中，加速度如何变化？（2）下滑过程的最大速度？（3）电路的最大消耗功率？（4）若ab从下滑到具有最大速度的过程下落高度为h，那么通过ab的电量？（5）若ab长为0.5m，B=1T，m=0.1kg，R=1Ω，ab从下滑到具有最大速度的过程中，通过ab的电量为2C，求此过程中电路消耗的电能？（g=10m/s2)小结（1）受力分析：导体受力运动产生感应电

3、动势→感应电流→导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→…动态变化过程结束时，加速度为零，导体达到稳定状态.（2）运动分析：一般在动态变化过程中，导体做加速度不断减小的变加速运动，动态变化过程结束后，导体做匀速运动.（3）能量分析：在动态变化过程中，其他形式的能转化为导体的动能和回路的电能；动态变化过程结束后，导体的动能不变，其他形式的能转化为回路的电能.[例3]如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路。两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不

4、计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0。若两导体棒在运动中始终不接触，求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少？（2）当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？练习：如图所示，匀强磁场B=0.1T，金属棒AB长0.4m，与框架宽度相同，电阻为1/3Ω，框架电阻不计，电阻R1=2Ω，R2=1Ω，当金属棒以5m/s的速度匀速向左运动时，求：（1）流过金属棒的感应电流多大？（2）若图中电容器C为0.3μF，则充电量多少？练习：如图所示，平行金属导轨的电阻不计

5、，ab、cd的电阻均为R，长为l，另外的电阻阻值为R，整个装置放在磁感强度为B的匀强磁场中，当ab、cd以速率v向右运动时，通过R的电流强度为多少？