b043電磁感應中的動力學問題(上)-全文預覽
【正文】 平內 ， 另一邊垂直于水平面 。 電磁感應中的動力學問題 電磁感應與動力學 、 運動學結合的動態(tài)分析 ， 思考方法是：電磁感應現(xiàn)象中感應電動勢 → 感應電流 →通電導線受安培力 → 合外力變化 → 加速度變化 → 速度變化 → 感應電動勢變化 → …… 周而復始地循環(huán) ， 循環(huán)結束時 ， 加速度等于零 ， 導體達到穩(wěn)定狀態(tài) ． v1≠0 v2=0 ， 不受其它水平外力作用。要將電磁學和力學的知識綜合起來應用。 F vm=I2 R= B2 L2 vm2/ R vm=FR / B2 L2 例 2. 光滑平行導軌上有兩根質量均為 m，電阻均為 R的導體棒 2，給導體棒 1以初速度 v 運動， 分析它們的運動情況，并求它們的最終速度。 當 ab桿在平行于水平導軌的拉力 F作用下以速度 V1沿導軌勻速運動時 ， cd桿也正好以速度 V2向下勻速運動 。整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向下，導軌和金屬桿的電阻可忽略。 設導體棒 、 導軌和直流電源的電阻均可忽略 ， 導體棒和導軌間的摩擦也不計 。 05年南京質量檢測二 /16 16. 如圖所示 ， 在方向豎直向上的磁感應強度為 B的勻強磁場中 ， 有兩條足夠長的平行金屬導軌 ， 其電阻不計 ， 間距為 L， 導軌平面與磁場方向垂直 。 a d c b F B 解： （ 1）在時刻 t，棒的速度 v＝ a t 棒中感應電動勢為 E＝ B L v＝ B L a t 棒中的感應電流為 I＝ B L a t／ 2R 由牛頓第二定律 F－ BIL＝ ma 得 F= B2L2a t ／ 2R +ma （ 2）細線拉斷時滿足 BIL=f +T0 0222TftRaLB ??aLB)Tf(Rt2202 ???05年南京質量檢測一 16 16. 如圖甲所示 ,光滑且足夠長的平行金屬導軌 MN、PQ固定在同一水平面上 ,兩導軌間距 L=,電阻R=,導軌上停放一質量 m=、 電阻 r=金屬桿 ,導軌電阻可忽略不計 ,整個裝置處于磁感應強度 B= ,磁場方向豎直向下 。 因此由 E=BLv可知 ,金屬桿所做的運動為勻變速直線運動 由?問中的④式有 v3 =a t3 ⑤ 所以 a=v3 /t3=05m/s2 ⑥ 上頁 下頁 所以 4s末時的速度 v4=at4=2 m/s ⑦ 所以 4s末時電路中的電流為 A404 .rRBL vI ??? ⑧ 因 FBIL=ma ∴ F=BIL+ma= ⑨ P4=Fv4= 2= ⑩ 題目 上頁 05年蘇州市高三教學調查 如圖 （ 甲 ） 所示 ， 一正方形金屬線框放置在絕緣的光滑水平面上 ， 并位于一豎直向下的有界勻強磁場區(qū)域內 ， 線框的右邊緊貼著磁場的邊界 ， 從 t＝ 0時開始 ，對線框施加一水平向右的外力 F， 使線框從靜止開始做勻加速直線運動 ， 在時刻 t1穿出磁場 ． 已知外力 F隨時間變化的圖像如圖 （ 乙 ） 所示 ， 且線框的質量 m、電阻 R、 圖 （ 乙 ） 中的 F0、 t1均為已知量 ． 試求出兩個與上述過程有關的電磁學物理量 （ 即由上述已知量表達的關系式 ） ． (乙 ) F 3F0 t1 t F0 O (甲 ) F 據(jù)題意知，線框運動的加速度 a=F0/m ① 線框離開磁場時的速度 v=at1 ② 線框的邊長 l=1/2 at12 ③ 線框離開磁場時所受到的磁場力 FB=BIl
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