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第4课电磁感应与力学的综合 第十章电磁感应 1 安培力的方向判断 2 电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系 3 安培力做功和电能变化存在着辩证统一的关系 由此可知 安培力做功的过程 是电能转化为其他形式能的过程 安培力做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能 电磁感应中的动力学问题 例1 水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置 间距为L 一端通过导线与阻值为R的电阻连接 导轨上放一质量为m的金属杆 见图甲 金属杆与导轨的电阻忽略不计 均匀磁场竖直向下 用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上 金属杆最终将做匀速运动 当改变拉力的大小时 相对应的匀速运动的速度v也会变化 v与F的关系如图乙所示 重力加速度g取10m s2 1 金属杆在匀速运动之前做什么运动 2 若m 0 5kg L 0 5m R 0 5 磁感应强度B为多大 3 由v F图线的截距可求得什么物理量 其值为多少 3 由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f f 2N 若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力 由截距可求得动摩擦因数 0 4 答案 1 加速度减小的加速运动 2 1T 3 金属杆受到的阻力f f 2N 动摩擦因数 0 4 电磁感应中的能量问题 例2 2013 东莞模拟 两根金属导轨平行放置在倾角为 30 的斜面上 导轨左端接有电阻R 10 导轨自身电阻忽略不计 匀强磁场垂直于斜面向上 磁感应强度B 0 5T 质量为m 0 1kg 电阻可不计的金属棒ab由静止释放 沿导轨下滑 金属棒ab与导轨间的摩擦不计 如图所示 设导轨足够长 导轨宽度L 2m 金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好 当金属棒下滑h 3m时 速度恰好达到最大值 求此过程中金属棒达到的最大速度和电阻中产生的热量 重力加速度g取10m s2 电磁感应综合问题 例3 如图甲所示 水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置 间距L 0 5m 一端通过导线与阻值R 0 5 的电阻连接 导轨上放一质量为m 0 5kg的导体棒 导体棒与导轨的电阻忽略不计 导轨所在位置有磁感应强度为B 1T的匀强磁场 磁场的方向垂直导轨平面向上 现在给导体棒施加一水平向右的恒定拉力F 并每隔0 2s测量一次导体棒的速度 图乙是根据所测数据描绘出的导体
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