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文档简介

1、导线切割磁感线运动动态分析,在匀强磁场中,金属棒沿“U”型框架或平行导轨运动的问题,要涉及磁场对电流的作用,法拉第电磁感应定律,含源电流的计算等电学知识;要依据物体的受力性质对速度和加速度的动态变化运行分析;还要对能量转化和能量守恒有深刻的理解,有些问题还涉及动量是否守恒的判断。,例1 如图所示,在竖直向下的磁感强度为B的匀强磁场中,有两根水平放置相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD,在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻,一根垂直于导轨放置的金属棒ab,质量为m,导轨和金属棒 的电阻及它们间的摩擦均 不计,若用恒力F沿水平 向右拉棒运动。求金属棒 的最大速度?,分析思路,导体运动,感应电动势,

2、安培力,感应电流,阻碍,例2足够长且竖直放置的光滑轨道上水平架一个质量m、长为L的金属棒ab,除电阻R外其余各处电阻均可忽略,如图,ab由静止下滑并始终保持与轨道良好接触, (1)分析ab棒下滑过程中,加速度如何变化? (2)下滑过程的最大速度? (3)电路的最大消耗功率? (4)若ab从下滑到具有最大速度 的过程下落高度为h,那么 通过ab的电量? (5)若ab长为0.5m,B=1T,m=0.1kg, R=1,ab从下滑到具有最大速度 的过程中,通过ab的电量为 2C,求此过程中电路消 耗的电能?(g=10m/s2),小结 (1)受力分析: 导体受力运动产生感应电动势感应电流导体受安培力合外

3、力变化加速度变化速度变化感应电动势变化动态变化过程结束时,加速度为零,导体达到稳定状态. (2)运动分析: 一般在动态变化过程中,导体做加速度不断减小的变加速运动,动态变化过程结束后,导体做匀速运动. (3)能量分析: 在动态变化过程中,其他形式的能转化为导体的动能和回路的电能;动态变化过程结束后,导体的动能不变,其他形式的能转化为回路的电能.,例3 如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为l,导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路。两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计,在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0。若两导体棒在运动中始终不接触,求: (1)在运动中产生的焦耳热 最多是多少? (2)当ab棒的速度变为初速 度的3/4时,cd棒的加 速度是多少?,练习:如图所示,匀强磁场B=0.1T,金属棒AB长0.4m,与框架宽度相同,电阻为1/3,框架电阻不计,电阻R1=2,R2=1,当金属棒以5m/s的速度匀速向左运动时,求: (1)流过金属棒的感应电流多大? (2)若图中电容器C为0.3F,则充电量多少?,练习:如图所示,平行金属导轨的电阻不计,ab、cd的电阻均为R,

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