电磁感应中的力学问题.ppt

专题一：电磁感应中的动力学问题专题一：电磁感应中的动力学问题考点解读 导体两种状态及处理方法(1)导体的平衡态静止状态或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析(2)导体的非平衡态加速度不为零处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析 例1：如图所示，水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向 上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平 初速度V0向右运动，试描述导体棒的运动情况。例2：在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.2T.有一水平放置的光滑框架，宽度L=0.4m,框架上放置一质量为0.05kg,电阻为1欧的金属杆ab.框架电阻不计，若杆cd以恒定加速度a=2m/s2,由静止开始做匀变速运动，(1)求在5s内平均感应电动势是多少？(2)第5s末回路的电流多大？(3)第5s末作用在杆cd上的水平外力多大？练习：如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l0.20m，电阻R1.0；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感强度B0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图（乙）所示，求杆的质量m和加速度a例3：如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=1 m。导轨平面与水平面成37角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度为B=0.4T。质量为0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直且保持良好接触，金属棒沿导轨由静止开始下滑，当金属棒下滑速度达到稳定时，速度大小为10 m/s。（取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8）。求：（1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；（2）电阻R的阻值。（3）如果给导体棒一个沿斜面向下的初速度V0，试定性分析导体棒的运动情况。RabB练习：如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm，则（）A如果B增大，vm将变大 B如果增大，vm将变大C如果R增大，vm将变大 D如果m增大，vm将变大RB练习：如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L,一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求：（1）磁感应强度的大小B；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值 练习：如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30角完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m0.02 kg，电阻均为R0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止，取g10 m/s2，问：(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？拓展：如果上题中磁场改为“竖直向上”，求解a b杆的速度。