电磁感应综合问题讲稿.ppt

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1、关于电磁感应综合问题第一页，讲稿共十九页哦例例1.水平放置于磁感应强度为水平放置于磁感应强度为B的匀强磁场中的的匀强磁场中的光滑导轨上，导轨宽为光滑导轨上，导轨宽为L.有一根导体棒有一根导体棒ab，用恒，用恒力力F作用在作用在ab上，使其从静止开始运动，回路总上，使其从静止开始运动，回路总电阻为电阻为R。（。（1）分析）分析ab 的运动情况，并求的运动情况，并求ab的的最大速度。（最大速度。（2）已知）已知ab达到最大速度时，在导达到最大速度时，在导轨上运动的位移为轨上运动的位移为S,求出棒运动位移求出棒运动位移S所用的时间所用的时间和通过电阻的电量？和通过电阻的电量？abBRF第二页，讲稿共

2、十九页哦棒棒受受变变力力作作用用棒棒变变加加速速运运动动从动量从动量和能量和能量关系建关系建立方程立方程W合=EKI合=P注意：注意：（1）安培力的冲量常和电量有联系安培力的冲量常和电量有联系:I冲冲=BLIt=BLq （2）安培力做功常和电、热有联系）安培力做功常和电、热有联系第三页，讲稿共十九页哦练练1、光滑水平导轨宽为光滑水平导轨宽为0.4m，上横跨着一根质量为，上横跨着一根质量为100g的金属棒，棒的电阻为的金属棒，棒的电阻为0.2，导轨电阻不计质量，导轨电阻不计质量为为40g的重物通过滑轮使棒由静止向右运动，匀强磁场的重物通过滑轮使棒由静止向右运动，匀强磁场B=0.5T，当重物下落，

3、当重物下落0.8m时，棒产生的电功率达最大，时，棒产生的电功率达最大，求：求：(g=10m/s2)（1）此时磁场对棒的作用力大小；（）此时磁场对棒的作用力大小；（2）最大功率的大小；（）最大功率的大小；（3）达到最大功率前，回路中所产）达到最大功率前，回路中所产生的总的热量生的总的热量第四页，讲稿共十九页哦 练练2、如图所示如图所示,AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨是两根足够长的固定平行金属导轨,两导两导轨间的距离为轨间的距离为L,导轨平面与水平面的夹角是导轨平面与水平面的夹角是.在整个导轨平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面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,

4、磁感应强度为磁感应强度为B.在导轨的在导轨的AC端连接一个阻值为端连接一个阻值为R的电阻的电阻.一根垂直于导轨放置的一根垂直于导轨放置的金属棒金属棒ab,质量为质量为m,从静止开始沿导轨下滑从静止开始沿导轨下滑,求求ab棒的最大速度棒的最大速度.（已知（已知ab与导轨间的滑动摩擦系数与导轨间的滑动摩擦系数,导轨和金属棒的电阻都不导轨和金属棒的电阻都不计计.）RCABDba第五页，讲稿共十九页哦例例2.竖竖直直放放置置冂冂形形金金属属框框架架，宽宽1m，足足够够长长，（电电阻阻不不计计）。一一根根质质量量为为0.1kg，电电阻阻0.1的的金金属属杆杆可可沿沿框框架架无无摩摩擦擦地地滑滑动动.框框

5、架架下下部部有有一一垂垂直直框框架架平平面面的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度是是0.2T，金金属属杆杆MN自自磁磁场场边边界界上上方方0.8m处处由由静静止止释释放放(如如图图).求：求：(1)金属杆刚进入磁场时的感应电动势；金属杆刚进入磁场时的感应电动势；(2)金属杆刚进入磁场时的加速度；金属杆刚进入磁场时的加速度；(3)金属杆运动时的收尾速度；金属杆运动时的收尾速度；(4)金属杆在磁场中下滑金属杆在磁场中下滑1m时所产生的热。时所产生的热。（此时杆的运动已经稳定）（此时杆的运动已经稳定）NM第六页，讲稿共十九页哦练练2、如图所示如图所示,竖直放置的光滑平行金属导轨竖直放置的光滑平

6、行金属导轨,相距相距L,导轨一端接有一个电容器导轨一端接有一个电容器,电容量为电容量为C,匀强磁场垂直匀强磁场垂直纸面向里纸面向里,磁感应强度为磁感应强度为B,质量为质量为m的金属棒的金属棒ab可紧贴可紧贴导轨自由滑动导轨自由滑动.现让现让ab从距地面从距地面h高处由静止下滑高处由静止下滑,不考不考虑空气阻力虑空气阻力,也不考虑任何部分的电阻也不考虑任何部分的电阻.问金属棒的做问金属棒的做什么运动？棒落地时的速度为多大？什么运动？棒落地时的速度为多大？ab做初速为零的匀加直线运做初速为零的匀加直线运动动,加速度加速度 a=mg L(m+C B2 L2)第七页，讲稿共十九页哦例例3、如图所示，两

7、根平行金属导轨如图所示，两根平行金属导轨MN、PQ相距为相距为d=1.0m，导轨平面与水平面夹角为，导轨平面与水平面夹角为=30，导轨上端跨接一定值电阻，导轨上端跨接一定值电阻R=1.6，导轨电阻不计整个装置处于方向垂直导轨平面向上、，导轨电阻不计整个装置处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中金属棒的匀强磁场中金属棒ef垂直于垂直于MN、PQ静静止放置，且与导轨保持良好接触，其长刚好为止放置，且与导轨保持良好接触，其长刚好为d、质量、质量m=0.1kg、电阻、电阻r=0.4，距导轨底端，距导轨底端S1=3.75m另一根与金属棒另一根与金属棒平行放置的绝缘棒平

8、行放置的绝缘棒gh长度也为长度也为d，质量为，质量为m/2，从轨道最低点以，从轨道最低点以速度速度v0=10m/s沿轨道上滑并与金属棒发生正碰沿轨道上滑并与金属棒发生正碰(碰撞时间极碰撞时间极短短)，碰后金属棒沿导轨上滑，碰后金属棒沿导轨上滑S2=0.2m后再次静止，测得此过程中后再次静止，测得此过程中电阻电阻R上产生的电热为上产生的电热为Q=0.2J已知两棒已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为与导轨间的动摩擦因数均为 ，g取取10m/s2，求：，求：(1)碰后瞬间两棒的速度；碰后瞬间两棒的速度；(2)碰后瞬间的金属棒加速度；碰后瞬间的金属棒加速度；(3)金属棒在导轨上运动的时间金属棒在导轨上运动

9、的时间-1m/s25m/s20.2s第八页，讲稿共十九页哦例例4 4、如图所示，光滑的平行导轨、如图所示，光滑的平行导轨P P、Q Q相距相距l=1ml=1m，处在同一水，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容器C C两极板间距离两极板间距离d=10mmd=10mm，定值电阻，定值电阻R R1 1=R=R3 3=8=8，R R2 2=2=2，导，导轨电阻不计轨电阻不计.磁感应强度磁感应强度B=0.4TB=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨的匀强磁场竖直向下穿过导轨面面.当金属棒当金属棒abab沿导轨向

10、右匀速运动沿导轨向右匀速运动(开关开关S S断开断开)时，电容器时，电容器两极板之间质量两极板之间质量m=110m=110-14-14kgkg、带电量、带电量Q=-110Q=-110-15-15C C的微粒恰好的微粒恰好静止不动；当静止不动；当S S闭合时，微粒以加速度闭合时，微粒以加速度a=7m/sa=7m/s2 2向下做匀加速运向下做匀加速运动，取动，取g=10m/sg=10m/s2 2，求：，求：(1)(1)金属棒金属棒abab运动的速度多大运动的速度多大?电阻多大电阻多大?(2)S (2)S闭合后，使金属棒闭合后，使金属棒abab做匀速做匀速运动的外力的功率多大运动的外力的功率多大?第

11、九页，讲稿共十九页哦例例5、一一质质量量为为M=1kg 的的小小车车上上固固定定有有一一质质量量为为m=0.2 kg，高高 l=0.05m、电电阻阻 R=100的的100匝匝矩矩形形线线圈圈，一一起起静静止止在在光光滑滑水水平平面面上上，现现有有一一质质量量为为m0 的的子子弹弹以以v0=110m/s 的的水水平平速速度度射射入入小小车车中中，并并随随小小车车线线圈圈一一起起进进入入一一与与线线圈圈平平面面垂垂直直，磁磁感感强强度度 B=1.0T 的的水水平平匀匀强强磁磁场场中中如如图图甲甲所所地地，小小车车运运动动过过程程的的vs 图图象象如如图图乙乙所所示示。求求：（1）子子弹弹的的质质量

12、量m0为为；（2）图图乙乙中中s=10cm时时线线圈圈中中的的电电流流强强度度I为为；（3在在进进入入过过程程中中通通过过线线圈圈某某一一截截面面的的电电量量为为q；（4）求求出出线线圈圈小小车车通通过过磁磁场场的的过过程程中中线线圈电阻的发热量为圈电阻的发热量为 Q。v0l第十页，讲稿共十九页哦50010203040510s/cmV/ms182第十一页，讲稿共十九页哦解：解：由图象可知：进入磁场时由图象可知：进入磁场时，v1=10m/s由动量守恒定律由动量守恒定律m0v0=(M+m+m0)v1 m0=0.12kg由图象可知：由图象可知：s=10cm v2=8m/sE=nBLv2=10010.

13、058=40V I=E/R=0.4A由图象可知：线圈宽度为由图象可知：线圈宽度为 d=10cmq=I t=n /R=10010.10.05/100=510-3 C 由图象可知：出磁场时由图象可知：出磁场时，vt=2m/sQ=1/2(M+m+m0)(v12 vt2)=1/21.32(100-4)=63.4J 思考：为什么思考：为什么v-s图象是三段折线？图象是三段折线？第十二页，讲稿共十九页哦结合电磁感应处理综合问题（二）双杆问题（二）双杆问题第十三页，讲稿共十九页哦ab cdv0l求两导体棒的最终速度求两导体棒的最终速度V V1 1、V V2 2LBl求当求当abab棒棒V=3/4VV=3/4

14、V0 0时，时，abab棒的加速度棒的加速度a al求整个过程中产生的总热量求整个过程中产生的总热量Q Q第十四页，讲稿共十九页哦Babcdhv1v2l求求abab棒棒cdcd棒的最终速度棒的最终速度v v1 1、v v2 2l求整个过程产生的焦耳热求整个过程产生的焦耳热Q Q第十五页，讲稿共十九页哦例例3、如图所示，两根平行金属导轨如图所示，两根平行金属导轨MN、PQ相距为相距为d=1.0m，导轨平面与水平面夹角为导轨平面与水平面夹角为=30，导轨上端跨接一定值电阻，导轨上端跨接一定值电阻R=1.6，导轨电阻不计整个装置处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强，导轨电阻不计整个装置处于方向垂直导轨

15、平面向上、磁感应强度大小度大小B=1T的匀强磁场中金属棒的匀强磁场中金属棒ef垂直于垂直于MN、PQ静止放置，静止放置，且与导轨保持良好接触，其长刚好为且与导轨保持良好接触，其长刚好为d、质量、质量m=0.1kg、电阻、电阻r=0.4，距导轨底端，距导轨底端S1=3.75m另一根与金属棒平行放置的绝缘另一根与金属棒平行放置的绝缘棒棒gh长度也为长度也为d，质量为，质量为m/2，从轨道最低点以速度，从轨道最低点以速度v0=10m/s沿沿轨道上滑并与金属棒发生正碰轨道上滑并与金属棒发生正碰(碰撞时间极短碰撞时间极短)，碰后金属棒沿，碰后金属棒沿导轨上滑导轨上滑S2=0.2m后再次静止，测得此过程中电阻后再次静止，测得此过程中电阻R上产生的电上产生的电热为热为Q=0.2J已知两棒已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为与导轨间的动摩擦因数均为 ，g取取10m/s2，求：，求：(1)碰后瞬间两棒的速度；碰后瞬间两棒的速度；(2)碰后瞬间的金属棒加速度；碰后瞬间的金属棒加速度；(3)金属棒在导轨上运动的时间金属棒在导轨上运动的时间-1m/s25m/s20.2s第十六页，讲稿共十九页哦结合电磁感应处理综合问题（三）线框问题（三）线框问题第十七页，讲稿共十九页哦结合电磁感应处理综合问题（四）图像问题（四）图像问题第十八页，讲稿共十九页哦2022/10/8感谢大家观看第十九页，讲稿共十九页哦