电磁感应中动力学问题.ppt

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1、电磁感应中动力学问题 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望电磁感应中的动力学问题电磁感应中的动力学问题如图，质量为如图，质量为m、长为、长为L、阻值为阻值为r的导体棒的导体棒ab跨过电跨过电阻不计的光滑平行金属长导轨，导轨上端与一电阻阻不计的光滑平行金属长导轨，导轨上端与一电阻R相连，导轨与水平面的夹角为相连，导轨与水平面的夹角为磁感应强度为磁感应强度为B的磁的磁场垂直导轨平面向上。重力加速度为场垂直导轨平面向上。重力加速度为g.加速度减小的加速运动，加

2、速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动最后做匀速直线运动模型模型若导体棒从静止开始下滑，分析导体若导体棒从静止开始下滑，分析导体棒的运动情况棒的运动情况abBRKabRh2dLh1Lh22011 上海上海 3232(14(14 分分)电阻可忽略的光滑平行金属导电阻可忽略的光滑平行金属导轨长轨长S=1.15mS=1.15m，两导轨间距，两导轨间距L=0.75 mL=0.75 m，导轨倾角为，导轨倾角为3030，导轨上端，导轨上端abab接一阻值接一阻值R=1.5R=1.5的电阻，磁感的电阻，磁感应强度应强度B=0.8TB=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r

3、=0.5r=0.5，质量，质量m=0.2kgm=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端良好，从轨道上端abab处由静止开始下滑至底端，处由静止开始下滑至底端，（g g取取10m/s10m/s2 2）求：）求：小试身手小试身手-例例1(1)(1)金属棒下滑速度金属棒下滑速度V=2m/sV=2m/s时时的加速度的加速度a.a.b3.2m/s2(2)假设轨道足够长，求假设轨道足够长，求金属棒下滑金属棒下滑最终速度最终速度Vm。S很大，很大，50/9m/s大展拳脚大展拳脚-例例2（2011 天津天津 11）（）（18分）如图所示，两根足够长的光滑金属分）如图所示，两

4、根足够长的光滑金属导轨导轨MN、PQ间距为间距为L=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成平面均与水平面成30角。完全相同的两金属棒角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为量均为0.02kg，电阻均为，电阻均为R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒，棒ab在平行于导在平行于导轨向上的力轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而

5、棒作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持恰好能保持静止。取静止。取g=10m/s2，问：，问：（1）通过）通过cd棒的电流棒的电流I是多少，方向如何？是多少，方向如何？（2）棒）棒ab受到的力受到的力F多大？速度多大？速度V多大？多大？I=1A，d cF=0.2N v=2m/sab:FmgF安FNF-F安-mgsin=0F安安=BIL大展拳脚大展拳脚-例例2（2011 天津天津 11）（）（18分）如图所示，两根足够长的光滑金属分）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨导轨MN、PQ间距为间距为L=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成平面均与

6、水平面成30角。完全相同的两金属棒角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为量均为0.02kg，电阻均为，电阻均为R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒，棒ab在平行于导在平行于导轨向上的力轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持恰好能保持静止。取静止。取g=10m/s2，问：，问：（1）通过）通过cd棒的电流棒的电流I是多少，方向如何？是多少，方向如何？（2）棒）棒ab受到的力受到的力F多大？速度多大？速度V多大？多大？（3）假设导体棒与导轨间的动摩擦因数）假设导体棒与导轨间的动摩擦因数为为0.1,棒棒cd还能保持静还能保持静止，止，ab 棒的速度大小范围？（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）棒的速度大小范围？（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）题目：万变不离其宗题目：万变不离其宗我们：有的放矢我们：有的放矢