浙江省温州市瓯海区三溪中学高考物理专题复习 7电磁感应中的动力学问题课件 新人教版.ppt

电磁感应中的动力学问题 专题十 1 本质 感应电流在磁场中将受到安培力的作用 电磁感应中的动力学问题 2 安培力的特点 大小 方向 阻碍物体的相对运动 3 解题要领 受力分析运动分析 导体棒切割时 模型二 水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上 有一根导体棒ab 以v0的初速度开始运动 回路总电阻为r 分析ab的运动情况 并求ab的最终速度 模型一 水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上 有一根导体棒ab 用恒力f作用在ab上 由静止开始运动 回路总电阻为r 分析ab的运动情况 并求ab的最大速度 竖直 由静止开始运动 模型一的拓展 1 如图所示 mn和pq是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨 已知导轨足够长 且电阻不计 有一垂直导轨平面向里的匀强磁场 磁感应强度为b 宽度为l ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆 开始 将开关s断开 让ab由静止开始自由下落 过段时间后 再将s闭合 若从s闭合开始计时 则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是 acd 2 如图所示 在方向竖直向上的磁感应强度为b的匀强磁场中 有两条足够长的平行金属导轨 其电阻不计 间距为l 导轨平面与磁场方向垂直 ab cd为两根垂直导轨放置的 电阻都为r 质量都为m的金属棒 棒cd用能承受最大拉力为t0的水平细线拉住 棒cd与导轨间的最大静摩擦力为f 棒ab与导轨间的摩擦不计 在水平拉力f的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速直线运动 求 1 线断以前水平拉力f随时间t的变化规律 2 经多长时间细线将被拉断 解 1 在时刻t 棒的速度 v at 棒中感应电动势为 e blv blat 棒中的感应电流为 i blat 2r 由牛顿第二定律 f bil ma 得f b2l2at 2r ma 2 细线拉断时满足bil f t0 例3 水平放置的导轨处于垂直轨道平面的匀强磁场中 今从静止起用力拉金属棒ab 若拉力为恒力 经t1秒ab的速度为v 加速度为a1 最终速度为2v 若拉力的功率恒定 经t2秒ab的速度为v 加速度为a2 最终速度为2v 求a1和a2的关系 b a2 f2 f安 m p v b2l2v r m 3b2l2v mr 例3 水平放置的导轨处于垂直轨道平面的匀强磁场中 今从静止起用力拉金属棒ab 若拉力为恒力 经t1秒ab的速度为v 加速度为a1 最终速度为2v 若拉力的功率恒定 经t2秒ab的速度为v 加速度为a2 最终速度为2v 求a1和a2的关系 解 拉力为恒力 最终有f f安 b2l2 2v r a1 f b2l2v r m f m b2l2v mr b2l2v mr 拉力的功率恒定 f f安 p 2v b2l2 2v r p v 4b2l2v r a2 3a1 b 4 如图甲所示 光滑且足够长的平行金属导轨mn pq固定在同一水平面上 两导轨间距l 0 2m 电阻r 0 4 导轨上停放一质量m 0 1kg 电阻r 0 1 的金属杆 导轨电阻可忽略不计 整个装置处于磁感应强度b 0 5t的匀强磁场中 磁场方向竖直向下 现用一外力f沿水平方向拉杆 使之由静止开始运动 若理想电压表的示数u随时间t变化的关系如图乙所示 求 金属杆在5s末时的运动速度 第4s末时外力f的瞬时功率 解 电压表的示数为u5 0 2v 由闭合电路欧姆定律得 e5 blv5 联立以上三式得 v5 2 5m s 由乙图可知 r两端电压随时间均匀变化 所以电路中的电流也随时间均匀变化 由闭合电路欧姆定律知 棒上产生的电动势也是随时间均匀变化的 因此由e blv可知 金属杆所做的运动为匀变速直线运动 由 问中的 式有v3 at3 所以a v3 t3 05m s2 上页 下页 所以4s