导线切割磁感线运动动态分析

导线切割磁感线运动

动态分析第1页，共9页。在匀强磁场中，金属棒沿“U”型框架或平行导轨运动的问题，要涉及磁场对电流的作用，法拉第电磁感应定律，含源电流的计算等电学知识；要依据物体的受力性质对速度和加速度的动态变化运行分析；还要对能量转化和能量守恒有深刻的理解，有些问题还涉及动量是否守恒的判断。第2页，共9页。最多是多少？还要对能量转化和能量守恒有深刻的理解，有些问题还涉及动量是否守恒的判断。还要对能量转化和能量守恒有深刻的理解，有些问题还涉及动量是否守恒的判断。两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。（5）若ab长为，B=1T，m，耗的电能？（g=10m/s2)的电阻及它们间的摩擦均的电阻及它们间的摩擦均两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。（2）下滑过程的最大速度？R=1Ω，ab从下滑到具有最大速度速度是多少？（2）下滑过程的最大速度？开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0。动态变化过程结束后，导体的动能不变，其他形式的能转化为回路的电能.[例1]

如图所示，在竖直向下的磁感强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，导轨和金属棒的电阻及它们间的摩擦均不计，若用恒力F沿水平向右拉棒运动。求金属棒的最大速度？第3页，共9页。（5）若ab长为，B=1T，m，[例1]如图所示，在竖直向下的磁感强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，导轨和金属棒（2）当ab棒的速度变为初速[例3]如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路。[例2]足够长且竖直放置的光滑轨道上水平架一个质量m、长为L的金属棒ab，除电阻R外其余各处电阻均可忽略，如图，ab由静止下滑并始终保持与轨道良好接触，（4）若ab从下滑到具有最大速度在匀强磁场中，金属棒沿“U”型框架或平行导轨运动的问题，要涉及磁场对电流的作用，法拉第电磁感应定律，含源电流的计算等电学知识；的电阻及它们间的摩擦均（1）分析ab棒下滑过程中，加速度如何变化？速度是多少？（5）若ab长为，B=1T，m，R=1Ω，ab从下滑到具有最大速度耗的电能？（g=10m/s2)分析思路导体运动感应电动势安培力感应电流阻碍闭合电路导体在磁场中电磁感应第4页，共9页。

[例2]足够长且竖直放置的光滑轨道上水平架一个质量m、长为L的金属棒ab，除电阻R外其余各处电阻均可忽略，如图，ab由静止下滑并始终保持与轨道良好接触，（1）分析ab棒下滑过程中，加速度如何变化？（2）下滑过程的最大速度？（3）电路的最大消耗功率？（4）若ab从下滑到具有最大速度的过程下落高度为h，那么通过ab的电量？（5）若ab长为，B=1T，m，R=1Ω，ab从下滑到具有最大速度的过程中，通过ab的电量为2C，求此过程中电路消耗的电能？（g=10m/s2)第5页，共9页。小结（1）受力分析：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→…动态变化过程结束时，加速度为零，导体达到稳定状态.（2）运动分析：一般在动态变化过程中，导体做加速度不断减小的变加速运动，动态变化过程结束后，导体做匀速运动.（3）能量分析：在动态变化过程中，其他形式的能转化为导体的动能和回路的电能；动态变化过程结束后，导体的动能不变，其他形式的能转化为回路的电能.第6页，共9页。[例3]

如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路。两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0。若两导体棒在运动中始终不接触，求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少？（2）当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加

速度是多少？第7页，共9页。练习：如图所示，匀强磁场B，金属棒AB长，与框架宽度相同，电阻为1/3Ω，框架电阻