法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用mmm

電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

如圖所示：長(zhǎng)L=0.4m，電阻r=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab沿光滑金屬導(dǎo)軌向右做速度為v=5m/s勻速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌cd端連接阻值為R=0.4Ω的電阻（其余電阻不計(jì)）。在垂直于導(dǎo)軌平面的空間內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。1、電路中相當(dāng)于電源的部分是_______，_______相當(dāng)于電源的正極。2、該電源的電動(dòng)勢(shì)E=____V，電路中的電流I=_______A。導(dǎo)體棒ab兩端的電勢(shì)差Uab=__________V牛刀小試：

如圖所示：長(zhǎng)L=0.4m，電阻R=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab沿光滑金屬導(dǎo)軌向右做速度為v=5m/s勻速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌cd端連接阻值為R=0.4Ω的電阻（其余電阻不計(jì)）。在垂直于導(dǎo)軌平面的空間內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。3、導(dǎo)體棒ab所受安培力的大小F安=_____N，方向_____，為使導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，所需施加的外力F=_____N，方向_____。4、外力F

做功的功率P=____W，安培力做功的功率P=____W（安培力做_____功）電源的功率Pˊ=____W。電源內(nèi)部消耗的功率P1=____W，電阻R消耗的功率P2=____W。例1：定值電阻R，導(dǎo)體棒ab電阻r，水平光滑導(dǎo)軌間距l(xiāng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)棒ab以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)回路電流ab兩端電壓電流的總功率ab棒消耗的電功率問題1：

vRabr

vRab例1：定值電阻R，導(dǎo)體棒ab電阻r，水平光滑導(dǎo)軌間距l(xiāng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)棒ab以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：?jiǎn)栴}2：棒ab受到的安培力為多大；要使棒ab勻速運(yùn)動(dòng)，要施加多大的外力，方向如何？問題3：整個(gè)回路中消耗的電能從哪里轉(zhuǎn)化來的，它們之間有什么樣的關(guān)系？外力F對(duì)棒ab做功lFRab例2：其他條件不變，ab棒質(zhì)量為m，開始靜止，當(dāng)受到一個(gè)向右恒力F的作用，則：rB問1：ab將如何運(yùn)動(dòng)？問2：ab的最大速度是多少？這時(shí)ab兩端的電壓為多少？加速度a減小的加速運(yùn)動(dòng)問3：ab的速度達(dá)到最大值前，外力做功功率與回路的電功率有什么樣的關(guān)系？W外=Q熱+△EKP外﹥P電，F(xiàn)Rabr問3：若ab向右運(yùn)動(dòng)位移為x時(shí)，速度達(dá)到最大值vm，這一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少，ab產(chǎn)生的焦耳熱又為多少？例2：其他條件不變，ab棒質(zhì)量為m，開始靜止，當(dāng)受到一個(gè)向右恒力F的作用，則：FRabr問4：在上述過程中，通過回路某一橫截面的電量為多少？例2：其他條件不變，ab棒質(zhì)量為m，開始靜止，當(dāng)受到一個(gè)向右恒力F的作用，則：FRabr例3：其他條件不變，ab棒質(zhì)量為m，開始時(shí)靜止，當(dāng)受到一水平向右拉力的作用，若拉力的功率P保持不變，則：?jiǎn)?：ab將如何運(yùn)動(dòng)？問2：ab的最大速度是多少？這時(shí)ab兩端的電壓為多少？F減小，F(xiàn)安增加，做加速度a減小的加速運(yùn)動(dòng)FRabr例3：其他條件不變，ab棒質(zhì)量為m，開始時(shí)靜止，當(dāng)受到一個(gè)向右拉力的作用，若拉力的功率P保持不變，則：?jiǎn)?：若ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t時(shí)，速度達(dá)到最大值vm，這一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱又為多少？想一想：剛才所做的題目中涉及哪幾類問題？1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及的電路問題2、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及的力學(xué)問題①平衡問題②力和運(yùn)動(dòng)（動(dòng)力學(xué)）問題3、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及的能量問題①安培力做功②能量轉(zhuǎn)化方法小結(jié)：1、受力分析：必要時(shí)畫出相應(yīng)的平面圖。受力平衡時(shí)，速度最大。2、電路問題：畫出等效電路圖，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，其電阻為內(nèi)阻。3、能量問題：安培力做負(fù)功，其它能轉(zhuǎn)化為電能。

P安（=F安V）=P電（=EI）4、解題方法：動(dòng)能定理、能量守恒定律或功能關(guān)系例4：如圖所示，B＝0.2T與導(dǎo)軌垂直向上，導(dǎo)軌寬度L＝1m，α＝300，電阻可忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m＝0.2kg，其電阻R＝0.1Ω，跨放在U形框架上，并能無摩擦的滑動(dòng)，求：（1）導(dǎo)體下滑的最大速度vm。（2）在最大速度vm時(shí)，ab上消耗的電功率Pm300BmgFFNabB300例4：如圖所示，B＝0.2T與導(dǎo)軌垂直向上，導(dǎo)軌寬度L＝1m，α＝300，電阻可忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m＝0.2kg，其電阻R＝0.1Ω，跨放在U形框架上，并能無摩擦的滑動(dòng)，求：（1）導(dǎo)體下滑的最大速度vm。300BmgFFN解：（1）導(dǎo)體下滑的最大速度vm例4：如圖所示，B＝0.2T與導(dǎo)軌垂直向上，導(dǎo)軌寬度L＝1m，α＝300，電阻可忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m＝0.2kg，其電阻R＝0.1Ω，跨放在U形框架上，并能無摩擦的滑動(dòng)，求：（2）在最大速度vm后，ab上消耗的電功率Pm解：（2）導(dǎo)體棒達(dá)最大速度vm后300BmgFFN

練習(xí)1、如圖，豎直平行放置的足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌，相距0.5m，電阻不計(jì)，上端接阻值為4的電阻，下面連有一根接觸良好的能自由運(yùn)動(dòng)的水平導(dǎo)體棒，重為2N，電阻為1，在導(dǎo)體間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B=2T，現(xiàn)使導(dǎo)體棒在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，試分析導(dǎo)體棒下落的運(yùn)動(dòng)情況，并求：1.導(dǎo)體棒下落的最大速度2.導(dǎo)體棒兩端的最大電壓3.上端電阻的最大功率RB

練習(xí)1、如圖，豎直平行放置的足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌，相距0.5m，電阻不計(jì)，上端接阻值為4的電阻，下面連有一根接觸良好的能自由運(yùn)動(dòng)的水平導(dǎo)體棒，重為2N，電阻為1，在導(dǎo)體間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B=2T，現(xiàn)使導(dǎo)體棒在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，求：4.導(dǎo)體棒下落到最大速度一半時(shí)的加速度；5.若此時(shí)導(dǎo)體棒已經(jīng)下落了2m，則線框在下落過程中所產(chǎn)生的熱量？RB

練習(xí)2、如圖13-31所示，U形導(dǎo)體框架寬l=1m，與水平面成α=30°角傾斜放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度B=0.2T，垂直框面向上．在框架上垂直框邊放一根質(zhì)量m=0.2kg、有效電阻R=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab，從靜止起沿框架無摩擦下滑，設(shè)框架電阻不計(jì)，框架有足夠長(zhǎng)，取g=10m/s2．求：(1)ab棒下滑的最大速度vmax；(2)在最大速度時(shí)，ab棒上釋放的電功率？

練習(xí)3、如圖所示，垂直穿過的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為0.8T,導(dǎo)軌間距為0.5m，ab棒的電阻為1歐，外接電阻R的阻值為3歐，不計(jì)摩擦，ab棒在水平恒力F的作用下由初速為零開始運(yùn)動(dòng)，R上消耗的最大功率可以達(dá)到0.75W,若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，求：1）ab棒所能達(dá)到的最大速度2）外力F的最大功率abRF

練習(xí)4、如圖所示，豎直光滑的金屬導(dǎo)軌間距為1米，導(dǎo)軌處于垂直穿出豎直平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將質(zhì)量為0.2千克的金屬棒放在導(dǎo)軌上，外接電阻R為2歐，其余電阻不計(jì)，讓ab棒無初速自由下落，經(jīng)過20米后，恰好達(dá)到最大速度，此時(shí)R上產(chǎn)生的熱量為14.4焦，求1)感應(yīng)電流的方向2)ab棒下落的最大速度3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Rba把矩形線圈從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出,快拉與慢拉比較：(1)拉力那次