电磁感应中的力学问题课件

电磁感应中的力学问题

连江五中杨继锋1-

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：2-1、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。

3-2、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4-3、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5-RabmL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6-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7-

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1Ω,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________.8-例题3、两根平行的光滑的金属导轨间距为l，倾角为θ，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9-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