电磁感应中的动力学问题和能量问题(二).doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电磁感应中的动力学问题和能量问题(二).精品文档.电磁感应中的动力学问题和能量问题（二）【学习目标】1知识目标：（1）掌握电磁感应问题的考虑要点 （2）会用力的观点和能量观点解决电感磁应问题。2、能力目标：培养分析问题能力。3、情感目标：用极度的热情投入学习，体验学以致用的快乐！【使用说明】独立完成导学案内容，对疑难问题用红笔标出，准备在课堂上探究解疑。 一、电磁感应问题的考虑要点1、用法拉第电磁感应定律求电动势2、用闭合电路欧姆定律求电流3、用安培力公式求安培力4、与力学结合：平衡条件、牛顿第二定律、动能定理、能量守恒、动量定理等5、注意安

2、培力冲量和感应电量公式结合（两公式要推导）二、典型题1、光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器C两极板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8，R2=2，导轨电阻不计. 磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.当金属棒ab沿导轨向右匀速运动 (开关S断开)时，电容器两极板之间质量m=110-14kg、带电量Q=-110-15C的微粒恰好静止不动；当S闭合时，微粒以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，取g=10m/s2，求： (1)金属棒ab运动的速度多大?电阻多大? (2)S闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力

3、的功率多大?2、如图所示，在与水平面成角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场，磁感应强度B=0.20 T，方向垂直轨道平面向上导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与金属轨道接触良好构成闭合回路，每根导体棒的质量m=2.010-1kg，回路中每根导体棒电阻r=5.010-2，金属轨道宽度L=0.50 m现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力，使之匀速向上运动在导体棒ab匀速向上运动的过程中，导体棒cd始终能静止在轨道上g取10 rns2，求：（1）导体棒ab运动的速度大小；（2）拉力对导体棒ab做功的功率3、如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨与水

4、平面成角，导轨间接有阻值为R的电阻，其他电阻不计。电阻也为R、质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，在NN以下的范围内有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B，MM、NN、PP彼此平行。金属杆ab从导轨的顶端MM由静止开始滑下，刚进入磁场边界NN时的速度为v，下滑到PP处时速度变为稳定，PP与NN的距离为s，求：（1）金属杆ab刚进入磁场边界NN时加速度的大小；（2）金属杆ab从NN滑到PP的过程中电阻R上产生的热量。4、如图所示，两根相距为=1m的足够长的平行光滑金属导轨，位于水平的xOy平面内，一端接有阻值为的电阻在的一侧存在垂直纸面向里的磁场，磁感应强度B只随x的增大而增大，且它们间的关系

5、为B=x，其中。一质量为m=0.5kg的金属杆与金属导轨垂直，可在导轨上滑动当t=0时金属杆位于x=0处，速度为=，方向沿x轴的正方向。在运动过程中，有一大小可调节的外力F作用于金属杆，使金属杆以恒定加速度a=沿x轴正方向匀加速直线运动。除电阻R以外其余电阻都可以忽略不计求：当t=4s时施加于金属杆上的外力为多大。5、如图所示，固定在水平面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动此时，adeb构成一个边长为l的正方形棒的电阻为r，其余部分电阻不计开始时磁感应强度为B0（1）若从t0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持ab棒静止求棒中的感应

6、电流，并说明方向（2）在上述（1）情景中，始终保持棒静止，当tt1时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？（3）若从t0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化？（写出B与t的关系式）6、如图，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接：棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电

7、流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。7、如图所示，两根竖直的平行光滑导轨MN、PQ，相距为L0与P之间接有定值电阻R。金属棒ab的质量为m，水平搭在导轨上，且与导轨接触良好。整个装置放在水平匀强磁场中，磁感应强度为B0属棒和导轨电阻不计，导轨足够长。若开始就给ab竖直向下的拉力F，使其由静止开始向下作加速度为a（ag）的匀加速运动，试求出拉力F与时问t的关系式；8、磁流体发电机示意图如图所示，a、b两金属板相距为d，板间有磁感应强度为B的匀强磁场，一束截面积为S，速度为v的等离子体自左向右穿过两板后速度大小仍

8、为v，截面积仍为S，只是等离子体压强减小了。设两板之间单位体积内等离子的数目为n，每个离子的电量为q，板间部分的等离子体等效内阻为r，外电路电阻为R。求：（1）等离子体进出磁场前后的压强差P；（2）若等离子体在板间受到摩擦阻力f，压强差P又为多少；（3）若R阻值可以改变，试讨论R中电流的变化情况，求出其最大值Im，并在图中坐标上定性画出I随R变化的图线。9、如图所示，质量为M、电阻不计的刚性U型金属导轨放在光滑水平面上，导轨的两条轨道之间的间距为L。质量为m、电阻为R的金属杆ab可在轨道上滑动，滑动时保持与轨道垂直。金属杆与轨道之间的动摩擦因数为。导轨处于一个匀强磁场区域，磁场方向垂直于水平面

9、，磁感应强度的大小为B，导轨的右边恰在磁场右边界处。现有一位于导轨平面内且与轨道平行的向右方向的拉力作用于金属杆ab上，使之从静止开始在轨道上向右做加速运动。已知拉力的功率恒为P，经过时间t，金属杆在轨道上相对轨道向右滑动的位移为s，此时回路中的电流为I（金属杆还在磁场中）。试求在此过程中金属杆中所产生的电能。重力加速度为g。10、如图所示，金属滑杆ab和cd放在水平放置的平行金属导轨MN和PQ上，二导轨间的距离为l=0.5 m，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上, 磁感强度B=10 T，滑杆与导轨间的动摩擦因数为=0.5,ab棒质量为m1=1 kg, cd杆质量为m2=2 kg

10、，两杆电阻都是R=1 ，其他电阻不计，求： （1）作用在cd上力F的功率P为何值时才可以使ab棒以v0=10 m/s的速度做匀速运动？（2）令cd突然停止后，ab棒继续运动到停止的过程中通过横截面的电量为1.9 C，那么在此过程中每条金属棒的电阻消耗的电能是多少？ T x11、如图1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2所示. 求杆的质量m的加速度a