b043電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題(上)-資料下載頁(yè)
2025-05-19 21:46本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】能定理、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律等。磁學(xué)和力學(xué)的知識(shí)綜合起來(lái)應(yīng)用。變化→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化→……周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)。不受其它水平外力作用。開(kāi)始兩桿做變加速運(yùn)動(dòng)，例1.水平放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的光滑導(dǎo)軌上，有一根導(dǎo)體棒ab，ab的運(yùn)動(dòng)情況，并求ab的最大速度。vm稱為收尾速度.質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接。觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R。整個(gè)裝置處于磁感。應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以速度V2向下勻速運(yùn)動(dòng)。以下說(shuō)法正確的是(). ab桿在以速度V1沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電流,Nab分析cd棒的受力如圖示,屬桿的電阻可忽略。畫(huà)出ab桿下滑過(guò)程中某時(shí)刻的受力示意圖；NF當(dāng)ab桿速度為v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv,
【正文】 運(yùn)動(dòng)的加速度及 ab 棒與 導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦力 . (2)若從某時(shí)刻 (t=0)開(kāi)始 ,調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小使其以ΔB/Δt=,求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間 ab棒開(kāi)始滑動(dòng) ?此時(shí)通過(guò) ab 棒的電流大小和方向如何 ? (ab棒和導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等 ) 解 : (1) T f F安 F安 =BIL= B2L2v /R= B2L2at /R 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得 T F安 –f =ma 由圖象得 t=0 T1=3N 。 t=2s T1=8N T1f =ma T2 2B2L2a /R–f =ma 解得 a=4 m/s2 f=1N (2) Bt=B0+ t ΔB/Δt =+ E=L2ΔB/Δt = L2 = I=E/R= b→a 當(dāng) F安 =BtIL=f 時(shí)開(kāi)始滑動(dòng) 即 (+) =1 得 t= 16 ． （ 15 分 ） 如圖所示 ， 邊長(zhǎng) L= 、 質(zhì)量m= ， 放在磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 它的一邊與磁場(chǎng)的邊界 MN重合 。 在力F作用下由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng) ， 在 。測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如下圖所示 。已知金屬線框的總電阻 R=。 （ 1） 試判斷金屬線框從磁場(chǎng)中拉出的過(guò)程中 ， 線框中的感應(yīng)電流方向 ， 并在圖中標(biāo)出 。 （ 2） t= F的大小 。 （ 3） 已知在 F做功 ， 那么金屬線框從 06年江蘇省淮安中學(xué)二模 16 磁場(chǎng)拉出的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？ 1 3 2 4 5 6 0 t/s I/A B N M 解 : （ 1）感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颉? （ 2） 由電流圖象可知 ,感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律 : I= 由感應(yīng)電流 I=BLv/R可得金屬框的速度隨時(shí)間也是線性變化的 ,v=RI／ BL=, 線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 加速度 a=t= , 感應(yīng)電流 I2=, v2=。 安培力 FA=BIL= = 線框在外力 F和安培力 FA作用下做加速運(yùn)動(dòng) ， F FA = ma 得力 F = N 上頁(yè) 下頁(yè) （ 3） 金屬線框從磁場(chǎng)拉出的過(guò)程中 ， 拉力做功轉(zhuǎn)化成線框的動(dòng)能和線框中產(chǎn)生的焦耳熱 。 t=5s時(shí)，線框從磁場(chǎng)中拉出時(shí)的速度 v5=1m/s。 線框中產(chǎn)生的焦耳熱 J67121 25 .mvWQ ???題目 上頁(yè) 06年南京市?？?/17 17． （ 16分 ） 如圖所示 ， 兩條互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌處于水平面內(nèi) ， 距離為 L=， 在導(dǎo)軌的一端接有阻值為 R＝ ， 在 x≥0處有一與水平面垂直的均勻磁場(chǎng) ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ ， 一質(zhì)量為 m＝ ， 并以 v0=2m/s 的初速度進(jìn)入磁場(chǎng) ， 在安培力和垂直于桿的水平外力 F的共同作用下做勻變速直線運(yùn)動(dòng) ， 加速度大小為a=2m/s2 ,方向和初速度方向相反 ， 設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略 ， 且接觸良好 ． 求： （ 1） 電流為零時(shí)金屬桿所處離坐標(biāo)點(diǎn) O的距離； （ 2） 電流為最大值的一半時(shí)施加在金屬桿上外力 F的大小和方向； （ 3） 保持其他條件不變 ， 而初速取不同值 ， 求開(kāi)始時(shí) F的方向與初速的值的關(guān)系 ． 0 x R 17． 解 : (1)桿速度減為零時(shí) ,電流為 0,所以桿此時(shí)離 O點(diǎn)距離為 x： 0 –v02 = 2as 代入數(shù)據(jù)得： x=1m (2)開(kāi)始時(shí)電流最大： Im=Blv0/R ① 得 I′= Im / 2 =Blv0／ 2R ② 安培力為： f =B l I′ ③ F+f=ma ④ 將數(shù)據(jù)代入上幾式，聯(lián)立解得 F=． (3)在開(kāi)始狀態(tài)： F+BIml=ma RvLBmaF 022??即0022??? R vLBmaF當(dāng) 即 v0 10m/s 時(shí) F＞ 0F與 x軸正向反向 . 0022??? R vLBmaF當(dāng) 即 v0 10m/s時(shí) F＜ 0 F與 x軸正向同向 .
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1