電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題和能量問題

1、專題：電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題和能量問題一、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題一、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題解決這類問題的關(guān)鍵在于通過受力分析確定運動狀態(tài)來尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等 基本思路： 確定電源(E,r)rREI受力分析運動狀態(tài)的分析臨界狀態(tài)感應(yīng)電流運動導(dǎo)體所受的安培力BILF 如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L。M、P兩點間接有阻值R的電阻.一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整套裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向的垂直斜面向下.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

2、滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦.（1）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；（2）在加速下滑過程中，當(dāng)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??；（3）求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值.精典例題精典例題乙Bb在處理有關(guān)電磁感應(yīng)的問題時,最基礎(chǔ)的處理方法還是對物體進(jìn)行受力分析和運動情況的分析。在對物體進(jìn)行受力分析時，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，多了一個安培力的作用，這一點是不能忽視的。 在分析運動導(dǎo)體的受力時，常畫出平面示意圖和物體受力圖。方法總結(jié)方法總結(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中出現(xiàn)的電能，一定是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來，具體問

3、題中會涉及多種形式的能之間的轉(zhuǎn)化，機械能和電能的相互轉(zhuǎn)化、內(nèi)能和電能的相互轉(zhuǎn)化。 功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功與能量轉(zhuǎn)化的形式相對應(yīng)，所以從能量轉(zhuǎn)化的觀點出發(fā)，結(jié)合動能定理、能量守恒定律、功能關(guān)系來分析導(dǎo)體的動能、勢能、電能的變化，就可以建立相應(yīng)的能量方程二、電磁感應(yīng)中的能量問題二、電磁感應(yīng)中的能量問題 MN為中間接有電阻R=5的U型足夠長金屬框架，框架寬度d=0.2m,豎直放置在如圖所示的水平勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=5T，電阻為r=1的導(dǎo)體棒AB可沿MN無摩擦滑動且接觸良好。現(xiàn)無初速釋放導(dǎo)體棒AB，發(fā)現(xiàn)AB下滑h=6m時恰達(dá)穩(wěn)定下滑狀態(tài)。已知導(dǎo)體棒AB的質(zhì)量m=0.1kg,其它電阻不計。（重力

4、加速度取10N/Kg)求：（1）AB棒穩(wěn)定下滑的速度； （2）此過程中電阻R上消耗的電能；MNABRVB精典例題精典例題 解決電磁感應(yīng)中的能量問題時，牢牢抓住能量守恒這一基本規(guī)律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量參與了轉(zhuǎn)化:如有摩擦力做功，必然有內(nèi)能出現(xiàn)；重力做功，就可能有機械能參與轉(zhuǎn)化；安培力做負(fù)功就將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能，做正功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；熟練應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律往往可以省去許多細(xì)節(jié)，使解題簡捷、方便。方法總結(jié)方法總結(jié) 圖9-18中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導(dǎo)軌，間距L為0.40m，電阻不計，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度B為0.50T的勻強磁場垂直。質(zhì)量m為6.010-3kg電阻為1.0的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0的電阻R1。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v勻速下滑，整個電路消耗的電功率