电磁感应牛二动力学ppt课件

专题二 电磁感应与牛二动力学分析 复习 定值电阻R 导体棒ab电阻r 水平光滑导轨间距l 匀强磁场磁感应强度为B 当棒ab以速度v向右匀速运动时 产生电动势 回路电流 ab两端电压 电流的总功率 ab棒消耗的电功率 问题1 问题2 棒ab受到的安培力为多大 要使棒ab匀速运动 要施加多大的外力 方向如何 问题3 整个回路中消耗的电能从哪里转化来的 它们之间有什么样的关系 外力F对棒ab做功 已知 R r l B v 例1 R r l B其他条件不变 ab棒质量为m 开始静止 当受到一个向右恒力F的作用 则 问1 ab将如何运动 问2 ab的最大速度是多少 这时ab两端的电压为多少 加速度a减小的加速运动 收尾速度 问4 若ab向右运动位移为x时 速度达到最大值 这一过程中回路产生的焦耳热为多少 ab产生的焦耳热又为多少 问3 ab的速度达到收尾速度前 外力做功功率与回路的电功率有什么样的关系 P外 P电 W外 Q热 EK 问5 在上述过程中 通过回路某一横截面的电量q为多少 已知 R r l B m x 例1 R r l B其他条件不变 ab棒质量为m 初始静止 受到一水平向右拉力的作用 若拉力的功率P保持不变 则 问1 ab将如何运动 问2 ab的最大速度是多少 这时ab两端的电压为多少 F减小 F安增加 做加速度a减小的加速运动 问3 若ab向右运动时间为t时 速度达到最大值vm 这一过程中回路产生的焦耳热为多少 电阻R产生的焦耳热又为多少 R r l B其他条件不变 ab棒质量为m 初始静止 受到一水平向右拉力的作用 若拉力的功率P保持不变 则 方法小结 1 受力分析 必要时画出相应的截面图 受力平衡时 速度最大 2 电路问题 画出等效电路图 产生感应电动势的导体相当于电源 其电阻为内阻 3 能量问题 安培力做负功 其它能转化为电能 P安 F安V P电 EI 例2 在磁感应强度为B的水平均强磁场中 竖直放置一个冂形金属框ABCD 框面垂直于磁场 宽度BC L 质量m的金属杆PQ用光滑金属套连接在框架AB和CD上如图 金属杆PQ电阻为R 当杆自静止开始沿框架下滑时 1 开始下滑的加速度为多少 2 金属杆下滑的最大速度是多少 3 从开始下滑到达到最大速度过程中重力势能转化为什么能量 解 最大速度时 BIL B2L2vm R mg vm mgR B2L2 由能量守恒定律 重力做功减小的重力势能转化为使PQ加速增大的动能和内能 变式 如图 竖直放置的光滑平行金属导轨MN PQ相距L 在M点和P点间接一个阻值为R的电阻 在两导轨间OO1O1 O 矩形区域内有垂直导轨平面向里 宽为d的匀强磁场 磁感应强度为B 一质量为m 电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上 与磁场上边边界相距d0 现使ab棒由静止开始释放 棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动 棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平 导轨电阻不计 求 1 棒ab在离开磁场下边界时的速度 2 棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热 3 试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况 1 设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v 解 E BLv 对ab棒 mg IBL 2 由能量守恒定律 3 三种可能 例3 如图所示 B 0 2T与导轨垂直向上 导轨宽度L 1m 300 电阻可忽略不计 导体棒ab质量为m 0 2kg 其电阻R 0 1 跨放在U形框架上 并能无摩擦的滑动 求 1 导体下滑的最大速度vm 2 在最大速度vm时 ab上消耗的电功