电磁感应中的力学问题PPT课件

-,1,电磁感应中的力学问题,连江五中杨继锋,-,2,感应电流在磁场中受到安培力的作用,因此电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起.解决这类问题需要综合应用电磁感应规律(法拉第电磁感应定律、楞次定律）及力学中的有关规律（牛顿定律、动量定理、动量守恒、动能定理、能量守恒等）,电磁感应与电路综合：切割运动导体棒产生感应电动势，在电路中相当于电源电磁感应与力的综合：感应电流受到安培力，影响导体棒的加速度、速度电磁感应与能量的综合：克服安培力做功，其实质是实现其他形式的能量向电能的转化。,契合点：,-,3,1、受力特点及运动分析,受力运动产生感应电流受反向安培力合力发生变化加速度发生变化速度变化a=0,匀速直线运动。,-,4,2、功能关系外力做了多少功，就有多少系统外其他形式能量转化为系统内的能量重力做了多少功，就有多少重力势能转化为其他形式能量克服安培力作了多少功，就有多少其他形式的能量转化电能W克服安培力=E电能P克服安培力=P电,-,5,3、动能定理WF+W安培力+W重力+=EK4、能量守恒,-,6,例题1、如图所示，竖直放置的U形导轨宽为L，上端串有电阻R（其余导体部分的电阻都忽略不计）。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好不计摩擦。从静止释放后ab保持水平而下滑。下列说法正确的是：ab棒先加速，后匀速，再减速ab棒受安培力越来越大，最大值为mgab棒的重力势能不断减小，减小的重力势能全部转化为回路的内能D.ab棒机械能不断减小，减小的机械能全部转化为R上产生的焦耳热,-,7,学生练习.1.矩形闭合线框abcd在空中自由落下,经过如图方框范围内的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框bc边刚刚进入磁场内时,线框的加速度恰为零,则A.线框进入磁场的过程中做匀速运动B.线框完全进入磁场以后,做匀加速运动C.bc边刚刚越出磁场边界以后,线框改做匀减速运动D.bc边刚刚越出磁场边界以后,线框做加速度改变的减速运动E.线框进入磁场的过程中减小的重力势能全部转化为焦耳热,-,8,例题2、如图所示,水平光滑导轨相距L=0.5m,磁感应强度B=1T,方向垂直纸面向里,两金属棒ab、cd垂直放在导轨上,质量均为0.1kg,电阻为1,导轨电阻、摩擦力都不计,向右给cd棒1N.S的冲量,求(1)ab棒的最大加速度_.(2)ab棒的最大速度_.(3)ab棒的总发热量_.,-,9,例题3、两根平行的光滑的金属导轨间距为l，倾角为，导轨左端接有电阻R，导轨电阻不计，磁场方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度为B，一量为m，电阻为r的导体棒在沿斜面方向与棒垂直的恒力F作用下匀速上升高为h的过程中求：（1）恒力对棒作功的功率（2）电阻R上产生的焦耳热,-,10,学生练习:1.金属杆a在离地h高处从静止开始沿着弧形金属轨道下滑,导轨的水平部分有竖直向上的匀强磁产B,水平部分原来放有一金属杆b,已知ma:mb=3:4,导轨足够长,不计摩擦,(ma已知）求:(1)a和b的