陈敏华-电磁感应前后的能量分析-县公开课

例1：如图，光滑平行导轨上有两根相距为L、可滑动的杆子ab和cd。它们的质量分别为m1和m2，电阻分别为R1和R2。匀强磁场的方向垂直于轨道平面，其磁感应强度为B。开始时两杆静止。现用水平恒力F向右拉动ab杆。设导轨足够长，其电阻可忽略不计。,（1）此题涉及到哪些物理现象？,电磁感应前后的能量分析,电磁感应现象,非电磁感应现象,（1）此题涉及到哪些物理现象？（2）试分析两杆的受力和运动情况，定性画出它们的v-t图，定量求出稳定时两杆的速度差。,电磁感应前后的能量分析,例1：如图，光滑平行导轨上有两根相距为L、可滑动的杆子ab和cd。它们的质量分别为m1和m2，电阻分别为R1和R2。匀强磁场的方向垂直于轨道平面，其磁感应强度为B。开始时两杆静止。现用水平恒力F向右拉动ab杆。设导轨足够长，其电阻可忽略不计。,电磁感应前后的能量分析,两杆速度差恒定时的加速度、电流和速度差：,根据牛二定律和欧姆定律：,（3）试写出系统稳定时的功率方程。,电磁感应前后的能量分析,结论：系统安培力做功的代数和一定为负。系统克服安培力做了多少功，就表示有多少其他形式的能转化为电能（在纯电阻电路中，这部分电能又全部转化为内能）。P电=F安v相对。,电磁感应前后的能量分析例2：上题中，若两杆均在平行于导轨的拉力作用下沿导轨朝相反方向匀速移动，速度大小均为v，试求电路所消耗的功率，并写出两杆运动过程中的功率方程。,电动势和电流：,热功率：,或：,功率方程：,电磁感应前后的能量分析,电磁感应现象,非电磁感应现象,电磁阻尼现象,电磁驱动现象,电磁感应前后的能量分析,电磁感应前后的能量分析例3：如图，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L。导轨左端接有阻值为R的电阻。质量为m的导体棒垂直放在导轨上。导轨和导体棒的电阻均可不计。在导轨平面有一矩形区域，存在着竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端。当磁场以速度v1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到大小恒定的阻力f，并很快达到恒定速度。此时，导体棒仍处于磁场区域内。（1）求导体棒所达到的恒定速度v2。（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？（3）试求导体棒以恒定速度运动时电阻上消耗的功率P1和由于阻力而消耗的功率P2。二者所消耗的能量来自何处？,电磁感应前后的能量分析例3：（1）求导体棒所达到的恒定速度v2。（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？（3）试求导体棒以恒定速度运动时电阻上消耗的功率P1和由于阻力而消耗的功率P2。二者所消耗的能量来自何处？,电动势和电流：,导体棒速度恒定的条件：,功率：,电磁感应前后的能量分析例4：磁悬浮列车的原理可简化为如图所示的物理模型。在水平面内，两根平行直导轨间存在着竖直方向且等距离分布的匀强磁场B1和B2。导轨上放置金属线框abcd。线框的宽度ac(或bd)与磁场B1和B2的间隔相同。当匀强磁场B1和B2以速度v0沿直导轨向右匀速移动时，线框会沿直导轨运动。设直导轨的间距为L，B1=B2=B，框的总电阻为R，线框在运动时所受的阻力恒为f。求线框的最大速度。维持这一速度每秒钟需要多少能量？这能量有谁来提供？,电磁感应前后的能量分析例4：磁悬浮列车的原理可简化为如图所示的物理模型。在水平面内，两根平行直导轨间存在着竖直方向且等距离分布的匀强磁场B1和B2。导轨上放置金属线框abcd。线框的宽度ad与磁场B1和B2的宽度相同。当匀强磁场B1和B2以速度v0沿直导轨向右匀速移动时，线框会沿直导轨运动。设直导轨的间距为L，B1=B2=B，框的总电阻为R，线框在运动时所受的阻力恒为f。求线框的最大速度。要维持这一速度,每秒钟需要多少能量？这能量有谁来提供？,电磁感应前后的能量分析例4：求线框的最大速度。要维持这一速度,每秒钟需要多少能量？这能量有谁来提供？,线框速度达到最大的条件：,线框的最大速度：,每秒所需的能量：,电磁感应前后的能量分析学会写系统的功