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电磁感应定律习题课 磁通量变化 感应电流 感应电动势 右手定则 楞次定律 等效电源 等效电路 求电流I 求安培力F 力与运动 功能关系 受力示意图 例1 定值电阻R 导体棒ab电阻r 水平光滑导轨间距l 匀强磁场磁感应强度为B 当棒ab以速度v向右匀速运动时 产生电动势 回路电流 ab两端电压 电流的总功率 ab棒消耗的电功率 问题1 例1 定值电阻R 导体棒ab电阻r 水平光滑导轨间距l 匀强磁场磁感应强度为B 当棒ab以速度v向右匀速运动时 问题2 棒ab受到的安培力为多大 要使棒ab匀速运动 要施加多大的外力 方向如何 问题3 整个回路中消耗的电能从哪里转化来的 它们之间有什么样的关系 外力F对棒ab做功 l 例2 其他条件不变 ab棒质量为m 开始静止 当受到一个向右恒力F的作用 则 r B 问1 ab将如何运动 问2 ab的最大速度是多少 这时ab两端的电压为多少 加速度a减小的加速运动 问3 ab的速度达到最大值前 外力做功功率与回路的电功率有什么样的关系 P外 P电 W外 Q热 EK 问3 若ab向右运动位移为x时 速度达到最大值vm 这一过程中回路产生的焦耳热为多少 ab产生的焦耳热又为多少 例2 其他条件不变 ab棒质量为m 开始静止 当受到一个向右恒力F的作用 则 问4 在上述过程中 通过回路某一横截面的电量为多少 例2 其他条件不变 ab棒质量为m 开始静止 当受到一个向右恒力F的作用 则 例3 其他条件不变 ab棒质量为m 开始时静止 当受到一水平向右拉力的作用 若拉力的功率P保持不变 则 问1 ab将如何运动 问2 ab的最大速度是多少 这时ab两端的电压为多少 F减小 F安增加 做加速度a减小的加速运动 例3 其他条件不变 ab棒质量为m 开始时静止 当受到一个向右拉力的作用 若拉力的功率P保持不变 则 问3 若ab向右运动时间为t时 速度达到最大值vm 这一过程中回路产生的焦耳热为多少 电阻R产生的焦耳热又为多少 方法小结 1 受力分析 必要时画出相应的平面图 受力平衡时 速度最大 2 电路问题 画出等效电路图 产生感应电动势的导体相当于电源 其电阻为内阻 3 能量问题 安培力做负功 其它能转化为电能 P安 F安V P电 EI 4 解题方法 动能定理 能量守恒定律或功能关系 例4 如图所示 B 0 2T与导轨垂直向上 导轨宽度L 1m 300 电阻可忽略不计 导体棒ab质量为m 0 2kg 其电阻R 0 1 跨放在U形框架上 并能无摩擦的滑动 求 1 导体下滑的最大速度vm 2 在最大速度vm时 ab上消耗的电功率Pm 例4 如图所示 B 0 2T与导轨垂直向上 导轨宽度L 1m 300 电阻可忽略不计 导体棒ab质量为m 0 2kg 其电阻R 0 1 跨放在U形框架上 并能无摩擦的滑动 求 1 导体下滑的最大速度vm 解 1 导体下滑的最大速度vm 例4 如图所示 B 0 2T与导轨垂直向上 导轨宽度L 1m 300 电阻可忽略不计 导体棒ab质量为m 0 2kg 其电阻R 0 1 跨放在U形框架上 并能无摩擦的滑动 求 2 在最大速度vm后 ab上消耗的电功率Pm 解 2 导体棒达最大速度vm后 例5 如图 竖直放置的光滑平行金属导轨MN PQ相距L 在M点和P点间接一个阻值为R的电阻 在两导轨间OO1O1 O 矩形区域内有垂直导轨平面向里 宽为d的匀强磁场 磁感应强度为B 一质量为m 电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上 与磁场上边边界相距d0 现使ab棒由静止开始释放 棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动 棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平 导轨电阻不计 求 1 棒ab在离开磁场下边界时的速度 2 棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热 3 试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况 1