电磁感应中的单轨问题精选文档.ppt

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1、电磁感应中的单轨问题本讲稿第一页，共十页目的要求目的要求:1.巩固掌握感应电动势大小的计算和感应电流巩固掌握感应电动势大小的计算和感应电流方向的判断方向的判断.2.掌握分析单轨问题的方法掌握分析单轨问题的方法,提高解决提高解决 此类问题此类问题 的的 能力能力.能力目标能力目标:1.通过电磁感应与实际问题的联系分析通过电磁感应与实际问题的联系分析,培养学生培养学生空间想象和抽象物理模型的能力空间想象和抽象物理模型的能力.2.通过单轨问题与直流问题的联系分析通过单轨问题与直流问题的联系分析,培养用等培养用等效观点处理问题的能力效观点处理问题的能力.教学重点教学重点:单轨问题的力学问题单轨问题的力

2、学问题,电路问题电路问题.本讲稿第二页，共十页条件：水平面上两条光滑导轨宽为，一金属棒条件：水平面上两条光滑导轨宽为，一金属棒跨放在导轨上，并接触良好，电阻不计，给导轨跨放在导轨上，并接触良好，电阻不计，给导轨一个水平拉力一个水平拉力 求所能达到的最大速度求所能达到的最大速度（如有磨擦力的时候最大速度又是多少？（如有磨擦力的时候最大速度又是多少？）一类一类:“动电动动电动”型（一般模型）型（一般模型）R本讲稿第三页，共十页练：如图处于匀强磁场中的两根足够长，电阻不计的平行金属练：如图处于匀强磁场中的两根足够长，电阻不计的平行金属导轨相距米，导轨平面与水平面成导轨相距米，导轨平面与水平面成角，下

3、端连接阻角，下端连接阻值为的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为值为的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为接触，它们之间的动摩擦因数为22。（）：求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度。（）：求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度。（）：当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻上消耗的功率为，（）：当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻上消耗的功率为，求该速度大小。求该速度大小。（）：在（）中若（）：在（）中若，金属棒中的，金属棒中的电流方向由流方向由a ab,b,

4、求求磁感应强度的大小和方向（磁感应强度的大小和方向（g=10m/sg=10m/s2 2.sin37.sin370 0=0.6=0.6 cos37cos370 0=0.8)=0.8)Rba本讲稿第四页，共十页延伸拓展（竖直方向）延伸拓展（竖直方向）例：如图所示竖直放置的金属框架处于水平匀强磁场中，如图所示竖直放置的金属框架处于水平匀强磁场中，有一長直金属棒有一長直金属棒ab可以沿框自由滑动，当可以沿框自由滑动，当ab由静止开始由静止开始下滑一段时间后，合上开关下滑一段时间后，合上开关s，则，则ab将做：将做：（）A 匀速运动匀速运动 加速运动加速运动减速运动减速运动无法确定无法确定absD本讲稿

5、第五页，共十页练：如图，练：如图，MN和和PQ为竖直方向的为竖直方向的两平形长直金属导轨，间距为两平形长直金属导轨，间距为0.4米，电阻不计，导轨所在平面与磁米，电阻不计，导轨所在平面与磁感应强度感应强度B为为0.5T的匀强磁场垂直，的匀强磁场垂直，质量质量m为为6.010-3kg，电阻为，电阻为1.0的金属棒的金属棒ab始终垂直于导轨，并与其始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触，导轨两端分别接由滑保持光滑接触，导轨两端分别接由滑动变阻器和阻值为动变阻器和阻值为3.0的电阻的电阻R1当当杆达到稳定状态是以速率杆达到稳定状态是以速率V匀速匀速下滑，整个电路消耗的电功率下滑，整个电路消耗的电功率P=

6、0.27W，重力加速度取，重力加速度取10m/s2，试求速率和滑动电阻器接入电，试求速率和滑动电阻器接入电路部分的电阻路部分的电阻abNQR1R2本讲稿第六页，共十页二.“电动电 ”型 例：水平面上光滑平行水平面上光滑平行导轨接有接有电动势为E的的电源，源，处于于竖直向上的匀直向上的匀强磁磁场中，磁中，磁场的磁感的磁感应强度度为B,导线ab长为L，质量量为m，电阻阻为R，跨接在，跨接在导轨两端并接触导轨两端并接触良好，良好，导轨光滑，光滑，电阻不阻不计。求关。求关闭电键S后后ab所能达到所能达到的最大速度。的最大速度。ab本讲稿第七页，共十页总结：总结：“动动-电电动动”型型解决问题的方法：解

7、决问题的方法：（1)受力分析受力分析运动分析（确定运动过程和最终稳定状运动分析（确定运动过程和最终稳定状态）态）由牛顿第二定律列方程求解。由牛顿第二定律列方程求解。（）运动的状态结构。（）运动的状态结构。导体运导体运动动电磁感应电磁感应感应电感应电动势动势E闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律感感应应电电流流磁场对电流的作用磁场对电流的作用安培力安培力阻碍阻碍本讲稿第八页，共十页练习：练习：1、如图所示，、如图所示，ABCD是固定的水平放置的足够长的是固定的水平放置的足够长的U形导轨，整个导轨处形导轨，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上架着一根金属棒于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上架着一根

8、金属棒ab，在极短时间内，在极短时间内给棒给棒ab一个水平向右的速度，一个水平向右的速度，ab棒开始运动，最后又静止在导轨上，则棒开始运动，最后又静止在导轨上，则ab在在运动过程中，就导轨是光滑和粗糙两种情况相比较运动过程中，就导轨是光滑和粗糙两种情况相比较 （）A.整个回路产生的总热量相等。整个回路产生的总热量相等。B.安培力对棒做的功相等。安培力对棒做的功相等。C.安培力对棒的冲量相等。安培力对棒的冲量相等。D.电流通过整个回路所做的功相等。电流通过整个回路所做的功相等。abABCDA本讲稿第九页，共十页2、如图所示，竖直金属导轨放在垂直于其平面的匀强磁场、如图所示，竖直金属导轨放在垂直于其平面的匀强磁场中，中，AC紧贴轨道向下无摩擦滑动，导轨足够长，连有定值电阻紧贴轨道向下无摩擦滑动，导轨足够长，连有定值电阻R，当静止释放后，当静止释放后 （）A.AC的加速度将达到一个与阻值的加速度将达到一个与阻值R成反比的极限值。成反比的极限值。B.AC的加速度将达到一个与的加速度将达到一个与R成正比的极限值成正比的极限值C.回路电流将达到一个与回路电流将达到一个与R成正比的极限值成正比的极限值D.回路电功率将达到一个与回路电功率将达到一个与R成正比的极限值成正比的极限值BD本讲稿第十页，共十页