電磁感應(yīng)中的能量與動力學(xué)問題-資料下載頁
2024-11-10 02:03本頁面
【導(dǎo)讀】4電磁感應(yīng)中的能量與動力學(xué)問題。一個質(zhì)量為m、直。徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍足。夠大的磁場中豎直向下下落，磁場的分。布情況如圖941所示．已知磁感應(yīng)強度豎。直方向分量By的大小只隨高度y變化，其。隨高度y變化關(guān)系為By=B0(此處k. 為比例常數(shù)，且k>0)，其中沿圓環(huán)軸線。金屬圓環(huán)在下落過程中的環(huán)面始終保持水。平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱。為收尾速度．不計空氣阻力，求：。根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向為。圓環(huán)下落高度為時的磁通量為。設(shè)收尾速度為，以此速度運動時間內(nèi)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有。重力做功的功率為。勢，并且求出的是Dt時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動。面勻速下滑，然后再進入水平軌道滑行.不計。棒勻速下滑，安培力等于重力沿斜面的分力。時金屬棒做減速運動，加速度大小為am，摩擦地上下滑動，ab的電阻為，導(dǎo)軌電阻不計，磁感應(yīng)強度為，且磁場區(qū)域足夠大，當ab導(dǎo)體。大，安培力增大，ab受豎直向下的合力減小，直。至減為0時，ab處于勻速豎直下落
【正文】 軌 ab的質(zhì)量為 ， 垂直紙面向里的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為 ， 且磁場區(qū)域足夠大 ， 當 ab導(dǎo)體自由下落 ， 突然接通電鍵 K， 試說出 K接通后 ，ab導(dǎo)體的運動情況 ． (g取 10m/s2) 圖 945 錯解： K閉合后 ， ab受到豎直向下的重力和豎直向上的安培力作用 ． 合力豎直向下 ， ab仍處于豎直向下的加速運動狀態(tài) ． 隨著向下速度的增大 ， 安培力增大 ， ab受豎直向下的合力減小 ， 直至減為 0時 ， ab處于勻速豎直下落狀態(tài) ． 錯解分析： 上述解法是受平常做題時總有安培力小于重力的影響 ， 沒有對初速度和加速度之間的關(guān)系做認真的分析 ． 不善于采用定量計算的方法分析問題 ． 正解： 閉合 K之前導(dǎo)體自由下落的末速度為 v0=gt=4m/s K閉合瞬間 ， 導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 ， 回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 ． ab立即受到一個豎直向上的安培力 ． 220220 B L vF B I L N m g NRB L vF m gagm m RabF m g ab安安＞此 刻 導(dǎo) 體 棒 所 受 到 合 力 的 方 向 豎 直 向 上 ， 與 初 速 度 方 向相 反 ， 加 速 度 的 表 達 式 為所 以 ， 做 豎 直 向 下 的 加 速 度 逐 漸 減 小 的 變 減 速 運 動 ．當 速 度 減 小 至 時 ， 做 豎 直 向 下 的 勻 速 運 動 ．= = = == = = 點評： 本題的最大的特點是電磁學(xué)知識與力學(xué)知識相結(jié)合 ． 這類綜合題本質(zhì)上是一道力學(xué)題 ，只不過在受力上多了一個感應(yīng)電流受到的安培力 ． 分析問題的基本思路和力學(xué)問題一致 ． 在運用牛頓第二定律與運動學(xué)結(jié)合解題時 ， 分析加速度與初速度的關(guān)系是解題的最關(guān)鍵的第一步 ． 因為加速度與初速度的關(guān)系決定了物體的運動 ．
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