电磁感应中的动力学问题(下).ppt

1、电磁感应的力学问题(第二部分)，吕叔湘中学pang liugan 2006年7月电子邮件：电磁感应的力学问题(第二部分)，2005年苏州无锡常州，2004上海22，2006上海22 如图所示，在垂直方向磁刘涛强度为b的均匀磁场中，两个平滑固定的平行金属导轨MN，PQ，导轨足够长，间距为l，电阻无限。 轨道平面垂直于磁场，ab，CD是垂直于导轨的两个金属条，接入电路的电阻为r，质量为m，固定在与金属导轨平行的水平细端。另一端连接到CD条的中点，细线所能承受的最大张力为t，最初细线是直线伸展的，ab条在平行轨道的水平张力f的作用下向右均匀加速直线运动到加速度a，移动两个金属条时始终与轨道接触并与导

2、向垂直。(1)需要多长时间的线会被切断？(2)如果在细线断裂的瞬间去除拉力f，则两个金属棒之间的距离增量x的最大值是多少？解决方案： (1)通过时间T细线截断，v=at E=BLv=BLat，I=E/2R=Blat2R，F an=BIL=B2L2at2R，F x=mrv0b2 l 2=2mr 2tb 4l4，2004年上海卷22，(14分钟)水平面上足够长的两个金属导轨平行固定，l的一端通过导线和电阻值询问r的阻力是否存在，如果将m质量金属条(见右上角图)放在导轨上，则忽略金属条和导轨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，

3、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)金属杆在匀速运动之前做什么运动？(2)m=0.5千克，L=0.5米，R=0.5磁刘涛强度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)变速运动(或可变加速运动、加速减少加速运动、加速运动)。(2)刘涛电动势，刘涛电流I=E/R (2)，安培力，图表线显示金属条在张力、安培力和阻力作用下工作，在恒定速度下合力为零。图中的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=2 (N)如果金属杆的阻力是滑动摩擦力，则截距产生的动摩擦系数=0.4，2006上海卷2

4、2，22.14 (14分钟)线框向上离开磁场的速度就是进入磁场的速度的一半，线框离开磁场后也以一定的速度上升一定高度，然后脱落进入磁场。在整个运动过程中，始终存在恒定大小的空气阻力f，线框不旋转。寻找：(1)在下落阶段以恒定速度进入磁场的线框速度v2；(2)上升阶段首次离开磁场时的线框速度v1；(3)线框在上升阶段通过磁场时产生的焦耳热q，解决方案： (1)如果下落阶段以固定速度进入，(2)离开磁场后上升的最大高度为h:设定动能定理，(mg f)h=1/2mv12，下落阶段：(mg f)h=1/1/2mv02 1/2mv12 (mg f)(a b) Q，问题设置v0=2v1，解决方法：如200

5、5上海卷22，22 (14分钟)图中所示，在均匀磁场中有足够的长度，没有电阻的两个平行金属导轨底部连接电阻为英尺的电阻均匀磁场方向在轨道平面上垂直质量为0.2千克，将无电阻的金属条放在两条轨道上，杆和轨道垂直，接触保持良好，它们之间的动态摩擦系数为0.25 (1)查找金属条沿轨道从静止状态滑动时的加速度大小。(2)当金属棒下降速度稳定时，电阻r消耗8瓦的功率以找到该速度的大小。(3)在上述问题中，对于R2，金属杆的电流方向为a到b，磁性刘涛强度的大小和方向为(g=10m/s2，sin370.6，cos370.8)，释放：(1)金属杆开始下落的初始速度为0，牛顿的第二次金属条克服安培力，与电路中

6、电阻r消耗的电力P Fv相同，(3)电路中的电流设定为I，两条轨道之间的金属条设定为l。磁场的磁刘涛强度为B I=B l v/R PI2R，磁场方向从垂直轨道平面向上，2005年南充市调查测试2 17，17。图中，平滑平行的水平金属轨道MN、PQ间接表示l、m和p点处r的电阻，在两条轨道之间的OO1O1O矩形区域内，有垂直轨道平面垂直向下、宽度为d的均匀磁场，自感强度为b。质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直于导轨，与磁场的左边界相距d0。活动大小为f，水平向右恒定拉动的ab杆，在静止状态下开始运动，杆ab在离开磁场之前以恒定速度进行直线运动(杆ab总是与导轨接触良好，导杆阻力保持不变)。查找：

7、(1)离开磁场右边界时的Bab速度；(2)杆ab通过磁场区域时整个电路消耗的功率；3)请分析一下ab条在磁场中的运动情况。(。解决方案：(1)ab棒在离开磁场右边界之前以恒定速度移动，速度为VM。e=blvm、I=e (r)、ab stick fbil 0、解决方案、(2)节能。F(d0 d)=W电1/2mvm2，解决方案：上，下，(3)杆第一次进入磁场时，将速度设置为v。Fd0=1/2mv2，例如，杆在进入磁场之前进行均匀加速直线运动，在磁场中的运动可以分为三种情况(或)。如果(或)，棍子以均匀的速度加速；即杆先减速，然后是恒定速度。标题，上，06南通市调查测试1 16，16(15分钟)图所

8、示，充分长且平行的光滑金属导轨MN，PQ为l，导轨平面与水平面之间的角度30，导轨电阻无数。磁刘涛强度为b的均匀磁场垂直轨道平面向上，长度为l的两个完全相同的金属杆ab，CD垂直于MN，PQ，与轨道接触良好，每个杆的质量为m，阻力为r施加在ab平行轨道上的恒定力f，在ab匀速直线运动的同时，CD寻找静止状态(1)力f的大小和ab运动的速度大小。(2) ab施加的力大小为2mg，方向一致，ab，CD经过一定时间后以相同的加速度沿轨道向上加速运动。ab条和CD条的速度差异(vva b-vcd)，16。解决方案：(1)ab杆的配合外力为0 F-Fab-mgsin=0，cd杆的配合外力为0 Fcd-m

9、gsin=0，ab，cd杆的安培力为f=2 MGS in=mg，mg va的范围为v0v0/2，vB的范围为0v0/2，刘涛电动势ei=Bd(vAivBi) qi=iit=eit2R，标题，上一页，2005北京春丽综合卷25，25，25(飞行电缆在太空飞行中提供自身的电力和牵引力，清洁“太空垃圾”等。从1967年到1999年的17次实验中，飞行系统实验取得了部分成功。这个系统的工作原理可以用物理学的基本定律来解释。下图是两个物体p，q的质量为mP，mQ，柔性金属电缆长度l，绝缘层，在系统从地球附近的轨道向圆周运动的过程中q高度为h的飞行电缆系统的简化模型图。电缆始终指向地球中心，p速度为vP。

10、地球半径为r，地面重力加速度为g。(1)电缆系统在磁场中运动，其磁性刘涛强度大小为b，与电缆所在位置的纸张方向垂直。将电缆设置为没有电流，并询问电缆p，q的哪个电位高。这个问题可以看作是电缆各处的速度与vP相似，寻找p，q两端的电位差。(2)如果将电缆的电阻设置为R1，电缆两端的物体p，q通过周围电离层放电形成电流，则该电阻为R2，电缆接收到的安培数是多少？(3)求q的电缆的张力FQ。解决方案：(1)电缆的电动势E=Blvp，P，Q两点电位UPQ=Blvp，P点电位高，(2)电缆电流，安培，上页，下页，(3) 两个板之间的距离为d，板长度为l，t=0时，磁场的磁刘涛强度b从B0均匀增加，在板2左端，与板2非常接近的位置，质量为m，功率为-q的水滴以初始速度v0水平向右射在两个板之间。 这个水滴可以看作粒子。(1) (2)要从两个板块之间右端的中点射出水滴，磁刘涛强度b和时间必须符合什么条件？(？解决方案：是主板