模型21 单杆切割模型系列1公开课.docx

《模型21 单杆切割模型系列1公开课.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模型21 单杆切割模型系列1公开课.docx（2页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、模型21单杆切割系列1导体切割磁感线产生的感应电动势(1)导体切割磁感线产生的感应电动势:当导体棒垂直于磁场运动石、/、V两两垂直 时方=切九 当导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为0时,E=3sin凡(2)用公式=竽计算的感应电动势是平均电动势，只有在电动势不随时间变化的情况下 t平均电动势才等于瞬时电动势。用公式加计算电动势时，如果u是瞬时速度，那么电动势 是瞬时值;如果u是平均速度，那么电动势是平均值。(3)公式E差是计算感应电动势的普遍适用的公式，公式E=BLv那么是=产的一个特例。 公式成立的条件是L、v、3三者两两垂直。如果不是两两垂直，那么L取导线在垂直 于B方向的

2、有效长度)取垂直于B方向的分速度。(4)E=竽是求整个回路的总电动势，并且求出的是At时间内的平均感应电动势,而公式 E=BLv求出的只是切割磁感线的那局部导体中的感应电动势，不一定是回路中的总感应电动 势,并且它一般用于求某一时刻的瞬时感应电动势。【典例1】如图，一直导体棒质量为m、长为1、电阻为r,其两端放在位于水平面内间距也 为1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vo。在棒的运动速度由V。减小至vi的过程中，通 过控制负载电阻的

3、阻值使棒中的电流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。假设不计导 轨电阻，求此过程中导体棒上感应动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。XXXXXX I XXXX/I BXXXXXXXXXXXXXXX【解析】导体棒所受的安培力为F=IIB该力大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从内减小到月的过程中，平均速度为当棒的速度为U时，感应电动势的大小为E-lvB棒中的平均感应电动势为E = lvB由式得一 1 =丑% +%*导体棒中消耗的热功率为P.=I2r负载电阻上消耗的平均功率为R=EI_P,由式得【变式训练1】如图，两根相距L=0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与 阻值R=

4、0.15Q的电阻相连。导轨x0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导 轨平面垂直，变化率Z=0.5T/m, x=0处磁场的磁感应强度8()=0.5T。一根质量加= O.lkg、 电阻r=0.05。的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x=0处以初速度以) =2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求: (1)电路中的电流;(2)金属棒在x=2m处的速度;(3)金属棒从x=Q运动到x=2m过程中安培力做功的大小;(4)金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率。【解析】（1）在 x=0 时，E=B0Lv=0.5x0.4x2V=0.4Vo电路中的电流I=E/(R+r)=2A；在 x = 2m 处，磁感应强度 B2= B0+kx2 = 0.5T+0.5T/mx2m=1.5ToE=B2Lv2,2解得：金属棒在x=2m处的速度v2= 3 m/So金属棒从x=0开始运动时的安培力：F0=B0IL=0.5x2x0.4N=0.4No至Ix=2m 时的安培力：FA=B2IL=1.5x2xO.4N=L2N。j_过程中安培力做功的大小W= 2( fo + FA)x=1.6Jo(4)由 EIt=W 解得 t=2so _由动能定理：Pt-W= 2 mv22- 2 mv02,64解得 P= 90 w=0.71Wo