电磁感应中的力与能量问题经典课件啊

1、12 楞次定律 感应电流具有这样的方向， 总要阻碍引起感应电流的 。 右手定则导体切割磁感线感应电流的磁场感应电流的磁场 磁通量的变化磁通量的变化 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即E=n （/t） 一、知识回顾：磁场变化引起：E=n（/t）S导体切割磁感线引起：E=Blvsin1、感应电流的方向 2、法拉第电磁感应定律3电磁学规律电磁学规律力学规律力学规律电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、左手定则、右手定则、安培力的计算公式等力学中的有关规律，如物体的平衡条件、牛顿运动定律、功与功率的概念、动能定理、能量守恒定律等二、基本思路

2、“法法”“欧欧”“安安”“楞楞”“牛牛”4 水平面上两根足够长的金属导轨水平面上两根足够长的金属导轨MNPQ平平行固定放置，间距为行固定放置，间距为l，一端通过导线与阻值，一端通过导线与阻值为为R的电阻连接；导轨上放一质量为的电阻连接；导轨上放一质量为m、电阻电阻为为r的金属棒的金属棒ab，整个装置处于磁感应强度大，整个装置处于磁感应强度大小为小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向下，如图所示。金属棒面向下，如图所示。金属棒ab始终与导轨接始终与导轨接触良好且垂直，不计导轨电阻及一切摩擦。触良好且垂直，不计导轨电阻及一切摩擦。开始时磁感强度为开始时磁感强度为

3、B0 0 ，且且MabP构成边长为构成边长为l的正方形。若从的正方形。若从t=0=0时刻起，磁感强度均匀增时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为加，每秒增量为k（ k 0），若保持棒静止，若保持棒静止，求求t= =t1 1秒时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？秒时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？5开始时磁感强度为开始时磁感强度为B0 0 ，且且MabP构成边长为构成边长为l的正方的正方形。若从形。若从t=0=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为为k （ k 0），若保持棒静止，若保持棒静止， 求求t= =t1 1秒末时需加秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？的

4、垂直于棒的水平拉力为多大？301()klFBktRr2=B SEkltt 感应电动势101BBktt=t1秒时，2EklIRrRr感应电流1-0F B Il 由平衡条件：FAFRrlmB1FB Il安6现用一现用一恒力恒力F沿轨道方向拉金属棒沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止，使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：沿导轨向右做直线运动。求：金属棒金属棒ab达到的稳定速度达到的稳定速度v1为多大？为多大？当金属棒当金属棒ab沿导轨运动距离为沿导轨运动距离为s时获得稳定速度，时获得稳定速度，此过程电阻此过程电阻R上产生焦耳热上产生焦耳热Q1为多大？为多大？由静止运动距离由静止运动距离s的过程中流过金

5、属棒的过程中流过金属棒ab的电量的电量q1为为多大？多大？RrlmBRrlm7FA棒的速度稳定时，对棒由平衡条件得：棒的速度稳定时，对棒由平衡条件得：0FF 安1EBlv rREIBIlF安12 2F RrvB l现用一现用一恒力恒力F沿轨道方向拉金属棒沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止沿使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：导轨向右做直线运动。求：金属棒ab达到的稳定速度v1为多大？静止静止匀速直线运动匀速直线运动匀加速（匀减速）直线运动匀加速（匀减速）直线运动小结：中学阶段常见的几种稳定状态有：小结：中学阶段常见的几种稳定状态有： ； ； 。vtv1t1RrlmB8对棒由静止达对棒由静止达v

6、1过程中列动能定理过程中列动能定理：21102F swmv 安Qw安QrRRQ1现用一现用一恒力恒力F沿轨道方向拉金属棒沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：沿导轨向右做直线运动。求：当金属棒当金属棒ab沿导轨运动距离为沿导轨运动距离为s时获得稳定速度，时获得稳定速度，此过程电阻此过程电阻R上产生焦耳热上产生焦耳热Q1为多大？为多大？小结：功能分析：求小结：功能分析：求sFQtRI安2=Q能量守恒定律或能量守恒定律或动能定理动能定理强调：强调：安培力做负功，将其它形式能量转化为安培力做负功，将其它形式能量转化为 。214 42mF R RrFsRQRrB l系统

7、的电能系统的电能RrlmBFA9 EtrREItIq11B s lqRrRr 现用一现用一恒力恒力F沿轨道方向拉金属棒沿轨道方向拉金属棒ab，使之由使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：静止沿导轨向右做直线运动。求： 由静止运动距离由静止运动距离s的过程中流过金属棒的过程中流过金属棒ab的电量的电量q1为多大？为多大？=qnR总I t 小结小结：电量分析：求电量分析：求 BqlsRrlmBs10思考：思考： 当改变恒力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会改变，若棒与导轨间不光滑，有摩擦，你能大致地画出v-F的关系图吗？直线的横截距表示金属棒ab受到的滑动摩擦力f ，由截距可求得滑动摩擦力f （或

8、动摩擦因数为）2 2f0B l vFRr2 22 2fFRrRrvB lB l（）（）vkFCFAf由v-F的关系图线的横截距可求得什么物理量？ fRrlmB11思考：思考： 若外力的功率恒定为若外力的功率恒定为P，金属，金属棒棒ab达到的稳定速度达到的稳定速度v2为多大？为多大？速度稳定时对棒由平衡条件：2-0PFv安2EBlv rREIBIlF安2P RrvB lFARrlmB122 2B l aFtmaRrFFma安2 2222B l aPF vtma tRr 反过来若题中给出 F=kt+C 的图线FA=EBlv Blat rREIBIlF安RrlmB思考：思考： 若在外力作用下，金属棒

9、若在外力作用下，金属棒ab由静止开始由静止开始以加速度以加速度a作匀加速直线运动，并开始计时。求作匀加速直线运动，并开始计时。求t秒末外力的功率秒末外力的功率P为多大？为多大？ 可知截距表示什么？ ma13(3) 若当金属棒ab运动到某位置x0时撤去外力，并以P为坐标原点O，PQ方向为x轴正方向建立坐标系。设法让金属棒从x0处以v0的初速度沿x轴负方向做加速度大小为a的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用，且aMPb部分的总电阻随金属棒的位置而变化。求：金属棒ab运动s时回路产生的焦耳热Q；导轨中aMPb部分的总电阻Rz随金属棒ab的位置x变化的函数关系；金属棒ab沿x轴负方向运动时间t

10、过程中通过ab的电量q。rlmBa匀减速直线运动匀减速直线运动14金属棒仅受安培力作用，其大小FAma，回路产生的焦耳热等于克服安培力做的功，QFAs= masrlmBFAaFBIl安EIRrEBlv 2 2B l vmaRr2002 ()vva xx2 22002 ()B lRva xxrma而：而：由于棒做匀减速运动，由于棒做匀减速运动，qItFBIlmamatqBl15“会聚式网络建构会聚式网络建构”电磁感应问题电磁感应问题水平单棒水平单棒（2）外力为恒力）外力为恒力F（2）外力的功率恒定为）外力的功率恒定为P（3）外力均匀变化，以）外力均匀变化，以a作匀加速作匀加速（4）撤去外力以）撤去外力以a匀减速匀减速（1）保持静止而磁场变化）保持静止而磁场变化2009上海上海242010上海上海322000上海上海232004上海上海232007上海上海23 R m v1 B L （a） v vt O t t 本节课以水平放置在 “ ”导轨上的单棒为研究对象，讨论了静止、变加速、匀加速、匀减静止、变加速、匀