电磁感应和力学规律的综合应用

1、电磁感应和力学定律的综合应用，电磁感应中的轨道问题，应力状况分析，运动状况分析，动力学观点，动量观点，能量观点，牛顿定律，平衡条件，动量定理，动量守恒，动能定理，能量守恒，单杆问题，双杆问题，示例1水平放在均匀磁场中的软轨道上有l长导体棒ab，从静止开始运动，分析电路总电阻为r的ab的运动，求出ab杆的最大速度。分析：ab在F作用下向右加速运动，切断磁感应线，产生感应电流，感应电流接收磁场的作用力F，绘制剪切力：a=(F-F)/m v E=BLv I=E/R F=一，单条形问题：这些问题的范围很广，但解决这些问题的关键是通过对运动状态的分析(如速度、加速度最大值或最小值的查找条件)来查找进程的

2、临界状态。基本想法是：1。电路性质，导体棒等同于电源。如果速度为v，则电动势e=blv，2。安培力的特性，载流量是电阻，随着速度的增加而增加。3.加速度特性，加速度随速度减小。4.运动特性，A减少加速度运动，特性分析：R，R，5。最终特征：等速直线运动(a=0)，6。两个极值，(1)最大加速度：(2)最大速度：r，r，v=0点：a=0点：7。多个变化，(4)张力变化，(3)轨道面变化(垂直或倾斜)，(1)电路变化，(2)磁场方向变化，垂直，倾斜，示例2。在磁感应强度为b的水平平均磁场中垂直放置yant型金属盒ABCD。盒子面垂直于磁场，宽度BC=l，质量m的金属棒PQ与机架AB和CD无缝金属套

3、筒连接。图片。金属棒PQ电阻为r。杆在静止状态下沿帧滑动时(1)，如果从(1)开始下降，加速度是多少？(2)箱内感应电流的方向如何？(3)金属棒可以下落的最大速度是多少？解决方案：PQ应力mg启动，所以a=g，PQ向下移动加速度，顺时针感应电流生成，向上磁场f操作。如果PQ向下移动，则场力F逐渐增大，加速度逐渐减小，v继续增大，如果G=F，则v达到最大速度。VM=mgr/B2 L2，(1)，(2)，(3)，即F=BIL=B2 L2 Vm /R=mg，示例3。垂直平面内的平行轨道，间距l=20cm厘米，金属导体ab可以在轨道上无摩擦地向下滑动，金属导体ab的质量为0.2 g，电阻为0.4，轨道电

4、阻为0.1T，金属导体ab静态从0.8s自由下落时突然打开电键k(轨道足够长，轨道电阻为0.4，轨道电阻为0.1t)(1)键k连接前后金属导体ab移动的情况(2)金属导体ab杆的最大速度和最终速度的大小。如果Vm=8m/s V端=2m/s，金属导体ab到电源键k的间距为t，则ab棒的后续行为可以有哪些？尝试V-t图像说明。想一想：mg，F，分析：导体棒ab自由下落的时间t没有确定，所以电键k无法确定瞬间关闭ab的速度，因此ab棒接收的瞬间安培力F和G的大小无法比较，(1)安培力F G:那么ab棒首先进行可变减速运动，然后进行匀速直线运动之前。一些变化，(4)张力变化，(3)轨道面变化(垂直或倾

5、斜)，(1)电路变化，(2)磁场方向变化，垂直，倾斜，示例4，如图1所示，足够长的两个直金属轨道MN，质量为m的统一直金属杆ab放置在两条轨道上，与轨道垂直。整个装置在磁感应强度为b的均匀磁场中，磁场方向向下指向垂直斜面，导轨和金属条的电阻可以忽略。Ab拉杆处于静止状态时，沿导轨向下移动，确保导轨和金属条相互接触，而不考虑摩擦。(1)如图2所示，从b向a方向观看的设备绘制了ab负载下降期间特定时间点的力图。(2)在加速度下降过程中，当ab负载的速度大小为v时，寻找ab负载的电流和加速度大小。(3)查找下降过程中ab条可达到的最大速度。mg，N，F，ab和轨道之间的动态摩擦系数时会发生什么情况？

6、请想想：f，f=MGS in 中，ab条形以最大速度V m进行均匀移动；f=bil=B2 L2 VM/r=MGS in-mg cos；VM=mg(sin)一些变化、(4)张力变化、(3)轨道表面变化(垂直或倾斜)、(1)电路变化、(2)磁场方向变化、垂直、倾斜、示例5: (04年上海22)水平面上足够长的两个金属如果将质量为m的金属条放置在轨道上(请参见左下角的图)，则忽略金属条和轨道的阻力。均匀磁场垂直下。以与轨道平行的一定张力f作用于金属杆，杆最终会进行一定速度的运动。张力的大小发生变化时，相应的匀速v也发生变化，v和f的关系如下图所示。(重力加速度g=10m/s2) (1)金属杆在匀速运

7、动之前做什么运动？(2)m=0.5千克，l=0.5m米，r=0.5，磁感应强度b是多少？(3) v-F图的截距可得到的物理量是多少？那个值多少钱？解决方案：(1)加速度减少的加速度运动。感应电动势、感应电流I=E/R (2)、安培力(2)通过图形线表示金属条受张力、安培力和阻力作用，在恒定速度下功为零。图线可以获得直线的斜率k=2，(3)直线的截距可以获得金属杆的阻力f，f=2N金属杆的阻力只是滑动摩擦，偏离节的运动摩擦系数=0.4，电磁感应的轨道问题，应力情况分析，运动情况分析，运动观点，运动观点无限平行金属轨道m，n，距离l=无限平行金属轨道金属轨道b和c可以在轨道上无摩擦滑动，两个金属条

8、的质量mb=mc=0.1kg，阻力Rb=RC=1，轨道的阻力无数。整个装置放置在磁电感强度B=1T的均匀磁场中，磁场方向垂直于轨道平面(图)。要将b条向右移动到初始速度V0=10m/s，请执行以下操作：(1)c杆的最大加速度；(2)c负载的最大速度。第二，双杆问题(等距离)，等距离双杆特性分析，1 .电路特性，条2对应于电源；杆1加速到安培，运动后反电动势，2。根据电流特性、负载2的减速、负载1的加速，两个条形的相对速度v2-v1变小，电路的电流也变小。v1=0:最大电流，v2=v1:最小电流，两个极值，I=0，3。两个杆的运动条件特性，安培力大小：两杆的相对速度，感应电流变小，安培力变小，杆

9、1的加速度变小的加速度运动，杆2的加速度变小的减速运动，v0，v求和，最后两杆的共同速度，4。两个定律，(1)动量定律，两个杆的大小与安培力的方向相反，系统动量守恒。(2)能量转换法，系统机械能减少量等于内部能量增加量。(类似于完全非弹性碰撞)，两根棍子产生焦耳热的比例。分析：(1)第一次开始运动时，电路的感应电流为：第一次运动时，c杆的加速度为最大值：(2)在磁力作用下，b杆进行减速运动，如果两杆的速度相同，c杆达到最大速度。根据动量守恒定律，以两个杆为研究对象。c杆的最大速度为：5.一些变化：(1)如果初始速度提供不同，(2)磁场方向与轨道不垂直，(3)两个杆各有初始速度，(4)如果两个杆在不同的磁场中，例如，23360图中所示，两个具有l间距的平滑金属导轨(电阻)水平段添加垂直向下方向的均匀磁场。磁感应强度为b，轨道水平段固定放置金属棒CD。质量为2m，阻力为2r。另一个质量为m，电阻为r的金属杆ab，圆弧段m是从静止发射到n的水平段，圆弧段MN半径为r，中心角为60，中心角为1)ab杆从n进入磁场区域的速度是多少？这时杆的电流是多少？(2) CD杆能达到的最大速度是多少？(3)当ab条从静止状态达到最大速度时，系统能释放多少热量？进入磁场区的瞬间电路的电流强度I可以分析：(1) ab杆从m滑动到n时，只有重力作用，机械能守恒，从而求出速度到n点，从而求出ab杆