20xx教科版高中物理選修3-2第1章第8講電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒(存儲(chǔ)版)
【正文】 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律 確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 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(dòng)力學(xué) 方程 或平衡方程，求解． 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒 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(chǎng) ， MN、PQ是水平放置的平行長(zhǎng)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(dòng)摩擦因數(shù)為 ，對(duì) ab棒施加一個(gè)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(dòng)，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(yùn)動(dòng)的速度 時(shí)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(shí)， v達(dá)到最大． 此時(shí)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)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒 課堂講義 例 2 如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)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(diǎn)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(chǎng)中， 磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下 ，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略，讓 ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦． (1)由 b向 a方向看到的裝置如圖乙所示，請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫出 ab桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖； (2)在加速下滑過程中，當(dāng) ab桿的速度大小為 v時(shí)，求此時(shí) ab桿中的電流及其加速度的大??； (3)求在下滑過程中， ab桿可以達(dá)到的速度最大值 (2 ) 當(dāng) ab 桿速度大小為 v 時(shí)， E ＝ B Lv 此時(shí) I ＝ER＝BLvR F 安 ＝ BIL ＝B2L2vR 根據(jù)牛頓第二定律， ma ＝ mg sin θ － F 安 ＝ mg sin θ －B2L2v
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