高二物理 导体切割磁场线运动 ppt.ppt

拉第电磁感应定律 二 例题分析 全面分析物理过程 正确运用物理概念和规律 在许多实际现象中 常有多种物理过程同时或先后出现 在涉及到电磁现象的问题中也是如此 可能既有电磁感应内容也有磁场对电流作用的过程 既有涉及电路结构电路规律的因素还有运动状态变化 受力分析等力学问题 对于这种包含有几种电磁现象以及其它内容的综合性问题 必须作一番全面细致的分析工作 要具体分析各相关物理过程 全面运用已掌握的概念规律去解决 能量转化是解决电磁问题的重要途径 问题 如图13 31所示 u形导体框架宽l 1m 与水平面成 30 角倾斜放置在匀强磁场中 磁感强度b 0 2t 垂直框面向上 在框架上垂直框边放一根质量m 0 2kg 有效电阻r 0 1 的导体棒ab 从静止起沿框架无摩擦下滑 设框架电阻不计 框边有足够长 取g 10m s2 求 1 ab棒下滑的最大速度vmax 2 在最大速度时 ab棒上释放的电功率 说明本题指出的在恒力作用下使导线做切割磁感线运动时动态特性和能的转化过程 它具有十分普遍的意义 巩固练习 1 如图4 26所示 设有一导线ac 以速率v在金属导轨defg上向右匀速滑动 设电路acefa只有ef段有电阻r 导轨光滑 则在ac通过匀强磁场期间内 下列物理量中与速率v成正比的是 a 导线ac中的电流b 磁场作用于ac上的力c 电阻r中产生的热功率d 电路acefa中所消耗的总电功 ab 2 如图4 31所示 电阻为r的金属棒ab 从图示位置分别以速率v1 v2沿电阻不计的光滑轨道匀速滑到虚线处 若v1 v2 1 2 则在两次移运过程中 a 回路中感应电流强度i1 i2 1 2b 回路中产生热量q1 q2 1 2c 回路中通过截面的总电量q1 q2 1 2d 外力做功的功率p1 p2 1 2 ab 3 如图4 28所示 导体棒ab可以无摩擦地在足够长的竖直轨道上滑动 整个装置处于匀强磁场中 电阻均不计 则在导体棒ab的下落过程中 a ab棒的机械能守恒b ab达到稳定速度以前 其减少的重力势能全部为电阻r增加的内能c ab达到稳定速度以前 其减少的重力势能全部为增加的动能和电阻r增加的内能d ab达到稳定速度以后 其重力势能的减少全部转化为电阻r增加的内能 cd 4 如图4 44所示 导线框abcd固定在竖直平面内 bc段的电阻为r 其它电阻可忽略 ef是一电阻可忽略的水平放置的导体杆 杆长为l 质量为m 杆的两端分别与ab和cd保持良好接触 又能沿它们无摩擦地滑动 整个装置放在磁感应强度为b的匀强磁场中 磁场方向与框面垂直 现用一恒力f竖直向上拉ef 当ef匀速上升时 其速度的大小为多少 5 两金属杆ab和cd长均为l 电阻均为r 质量分别为m和m m m 用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线 将它们连成闭合回路 并悬挂在水平 光滑 不导电的圆棒两侧 两金属杆都处在水平位置 如图4 51所示 整个装置处在一个与回路平面垂直的匀强磁场中 磁感应强度为b 若金属棒ab正好匀速向下运动 问运动的速度应是多少 6 如图4 48所示 ab cd是两根足够长的固定平行金属导轨 两导轨间的距离为l 导轨平面与水平面的夹角是 在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场 磁感应强度为b 在导轨的ac端连接一个阻值为r的电阻 一根垂直于导轨放置的金属棒ab 质量为m 从静止开始沿导轨下滑 求ab棒的最大速度 7 如图4 57所示的平行且光滑的两条金属导轨 不计电阻 与水平面夹角为30 导轨所在区域有与其平面垂直的匀强磁场 磁感应强度b 0 4特 垂直导轨放置两金属棒ab和cd 长度均为0 5米 电阻均为0 1欧 质量分别为0 1千克和0 2千克 当ab棒在沿斜面向上外力的作用下以速度v 1 5米 秒作匀速运动时 闭合回路中的最大电流可达多少 g 10米 秒2 8 两根相距d 0 20米的平行金属长导轨固定在同一水平面内 并处于竖直方向的匀强磁场中 磁场的磁感应强度b 0 20特 导轨上横放着两条金属细杆 构成矩形回路 每条细杆的电阻为r 0 25欧 回路中其余部分的电阻不计 已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨相反方向匀速平移 速度大小都是5米 秒 如图4 58所示 不计导轨上的摩擦 求 1 作用于每条金属杆细杆的拉力的大小 2 两金属细杆在间距增加0 4米的滑行过程中共产生的热量 q 1 28 10 2焦 9 有一种磁性加热装置 其关键部分由焊接在两个等大的金属圆环上的n根 n较大 间距相等的平行金属条组成 呈 鼠笼 状 如图3 9 11所示 每根金属条的长度为l 电阻为r 金属环的直径为d 电阻不计 图中的虚线所示的空间范围内存在着磁感强度为b的匀强磁