电磁感应现象中的力学问题.ppt

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1、电磁感应的综合应用××××××××××××××××××××CD1.导体棒中自由电荷受到的洛伦兹力沿什么方向？－f1v2f2v1fv2.导体棒一直运动下去，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去？洛伦兹力做功吗？××××××××××××××××××××v___+++fCDCD－f1v2f2v1fv-﹢﹢﹢---Ee自由电荷不会一直运动下去。当电场力等于洛伦兹力f1时，自由电荷不再定向运动。同时f2消失,电动势稳定。3.导体棒的哪端电势比较高？××××××××××××××××××××v___+++fCD-导体棒就是电源，如果外接用电器，则电流将从C端外流出，即

2、C端电势高。M4.如果外接用电器，导体棒中电流即电源内部电流(即电动势的方向）是沿什么方向的？由D指向C的。5.导体棒接用电器后，要继续做匀速运动时还需要外力推动吗？受向左的安培力作用，需要外力。F安F外M洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。f1扮演了非静电力，做了多少功，就转化出了多少电能。6.能量是怎样转化的呢？CD－f1f2v2v1﹢﹢﹢---EeM注：f2宏观表现为安培力，克服安培力做了多少功，就知道产生了多少电能。RBrPMNaQbv（1）a1.5V（2）0.1N（3）0.1J0.1J练习：如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的

3、平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R＝3.0Ω的定值电阻，导体棒ab长L=0.5m，其电阻为r＝1.0Ω，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以v＝10m／s的速度向右做匀速运动。（1）ab哪点电势高?ab两点间的电压多大？（2）维持ab做匀速运动的外力多大？（3）ab向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？练习：如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，并且以△B/△t=0.1T/S在变化.水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽d=0.5m的导轨上

4、放一电阻R0=0.1Ω的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量为M=0.2kg的重物，轨道左端连接的电阻R=0.4Ω，图中的L=0.8m，求至少经过多长时间才能吊起重物。495S电磁感应中的制约关系：电磁感应与动力学、运动学结合的动态分析，思考方法是：电磁感应现象中感应电动势→感应电流→通电导线受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……周而复始地循环，循环结束时，制约的结果是加速度等于零，导体达到稳定状态。或加速度恒定，导体做匀变速运动状态．电磁感应规律综合应用的四种题型1、电磁感应中的力学问题2、电磁感应中的电路问题3、电磁感应中的能

5、量问题4、电磁感应中的图象问题(1)通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起,基本解题方法是: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求回路中电流强度.③分析研究导体受力情况(包括安培力.用左手定则确定其方向.④列动力学方程或平衡方程求解.一、电磁感应中的力学问题(2)电磁感应力学问题中,要抓好受力分析.运动情况的动态分析.导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达稳定运动状态,抓住a=0时,速度v达最

6、大值特点.例1、如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，导轨及金属杆的电阻不计。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋于一个最大速度vm，则（）A．如果B增大，vm将变大B．如果α增大，vm将变大C．如果R增大，vm将变大D．如果m变小，vm将变大BC例2、已知：AB、CD足够长，L，θ，B，R。金属棒ab垂直于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为μ，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求ab棒下滑的最大速度θ

7、θDCABBabR速度最大时做匀速运动受力分析，列动力学方程例3：如图所示，水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L=0.1m，电源的电动势E＝10V，内阻r=0.1Ω，金属杆EF的质量为m=1kg，其有效电阻为R=0.4Ω，其与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.1，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T，现在闭合开关，求：（1）闭合开关瞬间，金属杆的加速度；（2）金属杆所能达到的最大速度；（3）当其速度为v=20m/s时杆的加速度为多大？（忽略其它一切电阻，g=10m/s2）(1)a=1m/s2(2)v=50m/s(3)a=0.6m/s2例题

8、4.如图所示，两根竖直的平行光滑导轨MN、PQ，相距为L。在M与P