20xx人教版高中物理選修3-2第4章第8講電磁感應(yīng)中的圖象和電路問題-wenkub
2022-11-28 08:16:04 本頁面
【正文】 決電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 1． 楞次定律 BLv 右手定則 2． BIL 左手定則 3． ma 增大 減小 勻速直線運動 4. 能量轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化 功 (1) 動能 (2) 重力勢能 (3) 彈性勢能 (4) 機(jī)械能 (5) 電能 5． I2Rt 電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題 課堂講義 一、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題 電磁感應(yīng)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，在磁場中受到安培力的作用，因此 電磁感應(yīng)問題往往與力學(xué)問題聯(lián)系在一起 ． 1．在解決此類問題時要注意內(nèi)部各量之間的 兩個制約關(guān)系 ： (1)力和運動關(guān)系． (2)動力學(xué)量和電學(xué)量之間的關(guān)系，表示如圖所示． 2．解決此類問題的主要方法： (1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律 確定感應(yīng)電動勢的大小和方向 ． (2)依據(jù)閉合電路歐姆定律， 求出回路中的電流 ． (3)分析 導(dǎo)體的 受力 情況． (4)依據(jù)牛頓第二定律 列 出動力學(xué)方程或平衡 方程 ，求解． 電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題 課堂講義 例 1 如圖所示，空間存在 B＝ ，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場， MN、PQ是水平放置的平行長直導(dǎo)軌，其間距 L＝ m，電阻 R＝ Ω接在導(dǎo)軌一端， ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量 m＝ kg，電阻 r＝ Ω的導(dǎo)體棒，已知導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為 ，對 ab棒施加一個大小為 F＝ N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌滑動，過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，求： (1)導(dǎo)體棒所能達(dá)到的最大速度． (2)試定性畫出導(dǎo)體棒運動的速度 時間圖象． F F 導(dǎo)體棒切割磁感線 E ＝ Blv ① , I ＝ ER ＋ r ② ， F 安 ＝ BIL ③ F － μm g － B2 L 2 vR ＋ r ＝ ma ⑤ 根據(jù)牛頓第二定律 F－ μmg－ F安 ＝ ma④ 由①②③④得： 由上式可以看出，隨著 v增大， F安 增大， a減小，當(dāng) a減小到 0時， v達(dá)到最大． 此時有 F － μ mg －B 2 L 2 v mR ＋ r ＝ 0 ， ⑥ 可得： v m ＝F － μmg R ＋ rB 2 L 2 ＝ 1 0 m /s ⑦ F安 umg 電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題 課堂講義 例 2 如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、 PQ平行放置在傾角為 θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為 L， M、 P兩點間接有阻值為 R的電阻，一根質(zhì)量為 m的均勻直金屬桿 ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場中， 磁場方向垂直
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