電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題

1、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題第四課時【知識要點回顧】基本思路 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大 小和方向； 求回路電流； 分析導(dǎo)體受力情況； 列出動力學(xué)方程或平衡方程并求解動態(tài)問題分析由于安培力和導(dǎo)體中的電流、運動速度均有關(guān)，所以對磁 場中運動導(dǎo)體進行動態(tài)分析十分必要，當磁場中導(dǎo)體受安培 力發(fā)生變化時，導(dǎo)致導(dǎo)體受到的合外力發(fā)生變化，進而導(dǎo)致 加速度、速度等發(fā)生變化；反之，由于運動狀態(tài)的變化又引 起感應(yīng)電流、安培力、合外力的變化，這樣可能使導(dǎo)體達到 穩(wěn)定狀態(tài)思考路線：導(dǎo)體受力運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流通 電導(dǎo)體受安培力合外力變化加速度變化速度變化 最終明確導(dǎo)體達到何種穩(wěn)定運動狀態(tài)分析時，要

2、畫好受力 圖，注意抓住 a0時速度 v 達到最值的特點【要點講練】例如圖所示，在一均勻磁場中有一 U形導(dǎo)線框 abcd ， 線框處于水平面內(nèi)，磁場與線框平面垂直， R 為一電阻， ef 為垂直于 ab 的一根導(dǎo)體桿， 它可在 ab、cd 上無摩擦地滑動 . 桿 ef 及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計 . 開始時，給 ef 一個向 右的初速度，則A.ef 將減速向右運動，但不是勻減速B.ef 將勻減速向右運動，最后停止c.ef 將勻速向右運動D.ef 將往返運動例 2如圖甲所示， 兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌 N、PQL、 P兩點間接有阻值為 R 的電阻一根質(zhì)量為的均勻直金屬桿 ab 放在兩導(dǎo)軌上， 并與導(dǎo)

3、軌垂直 整套裝置處于磁感應(yīng)強度 為 B 的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向下導(dǎo)軌和金屬桿 的電阻可忽略讓 ab 桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金 屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦由 b 向 a 方向看到的裝置如圖乙所示， 請在此圖中畫出 ab 桿下滑過程中某時刻的受力示意圖在加速下滑過程中，當 ab 桿的速度大小為 v 時，求此時ab 桿中的電流及其加速度的大?。磺笤谙禄^程中， ab 桿可以達到的速度最大值如圖所示，兩條互相平行的光滑導(dǎo)軌位于水平3例面內(nèi)，距離為 l 0.2 ，在導(dǎo)軌的一端接有阻值為 R0.5 的電阻，在 x 0 處有一水平面垂直的均勻磁場，磁感應(yīng)強 度 B0.5T 一質(zhì)量為

4、0.1g 的金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上， 并以 v0 2/s 的初速度進入磁場，在安培力和一垂直于直桿 的水平外力 F 的共同作用下做勻變速直線運動，加速度大小 為 a 2/s2 、方向與初速度方向相反設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電 阻都可以忽略，且連接良好求： 電流為零時金屬桿所處的位置； 電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力 F 的大小和方 向；保持其他條件不變，而初速度 v0 取不同值，求開始時 F 的方向與初速度 v0 取得的關(guān)系例 4如圖所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導(dǎo) 軌平行固定放置，間距 d為 0.5 米，左端通過導(dǎo)線與阻值為 2 歐姆的電阻 R連接，右端通過導(dǎo)線與阻值為 4 歐姆的小

5、燈 泡 L 連接；在 cDEF 矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上均勻磁場， cE 長 為 2 米， cDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度 B如圖所示隨時間 t 變化；在 t=0s 時，一阻值為 2 歐姆的金屬棒在恒力 F作用 下由靜止從 AB 位置沿導(dǎo)軌向右運動，當金屬棒從 AB位置運 動到 EF 位置過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化求：通過的小燈泡的電流強度； 恒力 F 的大小；金屬棒的質(zhì)量例 5 如圖所示，有兩根和水平方向成角的光滑平行的 金屬軌道，上端接有可變電阻 R，下端足夠長，空間有垂直 于軌道平面的勻強磁場，磁感強度為及一根質(zhì)量為的金屬桿 從軌道上由靜止滑下經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿的速度 會趨近于

6、一個最大速度 v，則A 如果 B 增大， v 將變大B 如果變大， v 將變大c 如果 R 變大， v 將變大D 如果變小， v 將變大例 6如圖所示， A 線圈接一靈敏電流計， B線框放在勻強 磁場中， B 線框的電阻不計，具有一定電阻的導(dǎo)體棒可沿線 框無摩擦滑動，今用一恒力 F 向右拉 cD由靜止開始運動， B 線框足夠長，則通過電流計中的電流方向和大小變化是A G 中電流向上，強度逐漸增強B G 中電流向下，強度逐漸增強c G 中電流向上，強度逐漸減弱，最后為零D G中電流向下，強度逐漸減弱，最后為零例 7 如圖所示，一邊長為 L 的正方形閉合導(dǎo)線框，下落 中穿過一寬度為 d 的勻強磁場

7、區(qū)，設(shè)導(dǎo)線框在穿過磁場區(qū)的 過程中，不計空氣阻力，它的上下兩邊保持水平，線框平面 始終與磁場方向垂直做加速運動，若線框在位置、 時，其加速度 a1，a2，a3 的方向均豎直向下，則A a1=a3< g， a2=gB a1=a3< g， a2=0c a1< a3< g，a2=gD a3< a1< g，a2=g例 8 如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不 計的平行金屬導(dǎo)軌相距 1，導(dǎo)軌平面與水平面成 37o 角， 下端連接阻值為 R 的電阻，勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直， 質(zhì)量為 0.2g ，電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上， 棒與導(dǎo)軌垂 直并保持良好接觸，它們之間的動摩