电磁感应中的动力学问题.ppt
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电磁感应和力学规律的综合应用电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用,因此,电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起,解决这类电磁感应中的力学问题,不仅要应用电磁学中的有关规律,如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左右手定则、安培力的计算公式等,还要应用力学中的有关规律,如牛顿运动定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律等。要将电磁学和力学的知识综合起来应用。收尾速度问题例1.水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上,有一根导体棒ab,用恒力F作用在ab上,由静止开始运动,回路总电阻为R,分析ab的运动情况,并求ab的最大速度。例2.在磁感应强度为B的水平均强磁场中,竖直放置一个冂形金属框ABCD,框面垂直于磁场,宽度BC=L,质量m的金属杆PQ用光滑金属套连接在框架AB和CD上如图.金属杆PQ电阻为R,当杆自静止开始沿框架下滑时:(1)开始下滑的加速度为多少?(2)框内感应电流的方向怎样?(3)金属杆下滑的最大速度是多少?(4)从开始下滑到达到最大速度过程中重力势能转化为什么能量如图所示,AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间的距离为L,导轨平面与水平面的夹角是θ.在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度为B.在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻.一根垂直于导轨放置的金属棒ab,质量为m,从静止开始沿导轨下滑,求ab棒的最大速度.要求画出ab棒的受力图.已知ab与导轨间的滑动摩擦系数μ,导轨和金属棒的电阻都不计.解:例3.如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一电键K。导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab的电阻R=0.4Ω,质量m=10g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中,磁感强度B=1T。当ab棒由静止释放0.8s后,突然接通电键,不计空气阻力,设导轨足够长。求ab棒的最大速度和最终速度的大小。(g取10m/s2)解:“双杆”滑轨问题例4.光滑平行导轨上有两根质量均为m,电阻均为R的导体棒1、2,给导体棒1以初速度v运动,分析它们的运动情况,并求它们的最终速度。….由楞次定律,感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因,1棒向右运动时,2棒也要向右运动。04年广东15.11.解:2006年广东卷16、16解:(2)两金属杆在磁场中运动始终满足动量守恒,两杆最终速度相等,设为v′mv2=2mv′⑥作业一:两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,如图所示.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: