专题电磁感应中的力学问题

1、专题电磁感应中的力学问题课件第1页，共10页，2022年，5月20日，2点2分，星期日 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：第2页，共10页，2022年，5月20日，2点2分，星期日1、受力特点

2、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。 第3页，共10页，2022年，5月20日，2点2分，星期日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电第4页，共10页，2022年，5月20日，2点2分，星期日3、动能定理 WF+W安培力+W重力+=EK 4、能量守恒电流做功 电 能 其他形式的能量（焦耳热）其他形式的能量（机械能） 电 能克服安培力做功第5

3、页，共10页，2022年，5月20日，2点2分，星期日Ra bm L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 的焦耳热第6页，共10页，2022年，5月20日，2点2分，星期日学生练习. 1.矩形闭合线框abcd在空中自

4、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. b c边刚刚越出磁场边界以后,线框改做匀减速运动D. b c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 全部转化为焦耳热第7页，共10页，2022年，5月20日，2点2分，星期日 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c

5、d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_.第8页，共10页，2022年，5月20日，2点2分，星期日例题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上产生的焦耳热第9页，共10页，2022年，5月20日，2点2分，星期日学生练习: 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