磁場(chǎng) 電磁感應(yīng)

1、磁場(chǎng)磁場(chǎng) 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)G_+主講: 童善桃二電磁感應(yīng)現(xiàn)象二電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律：楞次定律：二電磁感應(yīng)現(xiàn)象二電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律：楞次定律：二電磁感應(yīng)現(xiàn)象二電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律：楞次定律：二電磁感應(yīng)現(xiàn)象二電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律：楞次定律：例析例析例例1:1:如圖所示如圖所示, ,光滑固定導(dǎo)軌光滑固定導(dǎo)軌MNMN水平放置水平放置, ,兩根導(dǎo)棒兩根導(dǎo)棒P P、QQ平行放平行放于導(dǎo)軌上于導(dǎo)軌上, ,形成一個(gè)閉合回路形成一個(gè)閉合回路, ,現(xiàn)有一條形磁鐵從高處下落接近回現(xiàn)有一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)路時(shí), ,P P、Q Q將如何運(yùn)動(dòng)將如何運(yùn)動(dòng)? ?磁鐵的加速度怎樣變化磁鐵的加速度怎樣變化?

2、? PQMNv解析解析: :當(dāng)磁鐵從高處下落時(shí)當(dāng)磁鐵從高處下落時(shí), ,回路中的磁通量增加回路中的磁通量增加, ,由引伸含義由引伸含義得得: :P P、Q Q將互相靠攏以減小回路面積將互相靠攏以減小回路面積, ,從而阻礙回路磁通量的增加從而阻礙回路磁通量的增加. .根據(jù)引伸含義根據(jù)引伸含義: :感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng), ,故磁故磁鐵將受到向上的作用力鐵將受到向上的作用力, ,使其加速度減小使其加速度減小. .例析例析例例1:1:如圖所示如圖所示, ,光滑固定導(dǎo)軌光滑固定導(dǎo)軌MNMN水平放置水平放置, ,兩根導(dǎo)棒兩根導(dǎo)棒P P、QQ平行放平行放于導(dǎo)軌上

3、于導(dǎo)軌上, ,形成一個(gè)閉合回路形成一個(gè)閉合回路, ,現(xiàn)有一條形磁鐵從高處下落接近回現(xiàn)有一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)路時(shí), ,P P、Q Q將如何運(yùn)動(dòng)將如何運(yùn)動(dòng)? ?磁鐵的加速度怎樣變化磁鐵的加速度怎樣變化? ? PQMN答案答案:P:P、Q Q將互相靠攏以縮小回路面積將互相靠攏以縮小回路面積; ;磁鐵將受到向上的作用磁鐵將受到向上的作用力力, ,以便使其加速度減小以便使其加速度減小. .解析解析: :當(dāng)磁鐵從高處下落時(shí)當(dāng)磁鐵從高處下落時(shí), ,回路中的磁通量增加回路中的磁通量增加, ,由引伸含義由引伸含義得得: :P P、Q Q將互相靠攏以減小回路面積將互相靠攏以減小回路面積, ,從而阻礙回路

4、磁通量的增加從而阻礙回路磁通量的增加. .根據(jù)引伸含義根據(jù)引伸含義: :感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng), ,故磁故磁鐵將受到向上的作用力鐵將受到向上的作用力, ,使其加速度減小使其加速度減小. .F例析例析例例2:2:如圖所示如圖所示,ab,ab是一個(gè)可繞垂直于紙面向里的軸是一個(gè)可繞垂直于紙面向里的軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線框形導(dǎo)線框, ,當(dāng)滑線變阻器當(dāng)滑線變阻器R R的滑針自左向右滑動(dòng)時(shí)的滑針自左向右滑動(dòng)時(shí), ,線框?qū)⒕€框?qū)? ( ) )(1990(1990上?？碱}上?？碱}) )A.將保持靜止 B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),但因

5、電源極 性不明,無(wú)法確定ab電源電源例析例析例例2:2:如圖所示如圖所示,ab,ab是一個(gè)可繞垂直于紙面向里的軸是一個(gè)可繞垂直于紙面向里的軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線框形導(dǎo)線框, ,當(dāng)滑線變阻器當(dāng)滑線變阻器R R的滑針自左向右滑動(dòng)時(shí)的滑針自左向右滑動(dòng)時(shí), ,線框?qū)⒕€框?qū)? ( ) )(1990(1990上?？碱}上?？碱}解析解析: :滑線變阻器滑線變阻器R R的滑塊的滑塊P P向右滑動(dòng)時(shí)向右滑動(dòng)時(shí), ,接入電路的電接入電路的電阻變大阻變大, ,電流電流 強(qiáng)度變小強(qiáng)度變小, ,穿過(guò)穿過(guò)線框的磁通量減小線框的磁通量減小, ,根據(jù)楞次根據(jù)楞次定律的引伸含義定律的引伸含義, ,線框線框abab應(yīng)

6、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng), ,以增大其垂以增大其垂直于磁感線方向投影的面直于磁感線方向投影的面積積, ,才能阻礙線框磁通量的才能阻礙線框磁通量的減少減少. .ab電源電源例析例析例例2:2:如圖所示如圖所示,ab,ab是一個(gè)可繞垂直于紙面向里的軸是一個(gè)可繞垂直于紙面向里的軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線框形導(dǎo)線框, ,當(dāng)滑線變阻器當(dāng)滑線變阻器R R的滑針自左向右滑動(dòng)時(shí)的滑針自左向右滑動(dòng)時(shí), ,線框?qū)⒕€框?qū)? )( )(1990(1990上海考題上?？碱}) )A.將保持靜止 B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),但因電源 極性不明,無(wú)法確定abC二電磁感應(yīng)現(xiàn)象二電磁感應(yīng)現(xiàn)象 法拉第電磁

7、感應(yīng)定律：法拉第電磁感應(yīng)定律：二.公式:是線圈匝數(shù)NtN在在-t圖中圖中, t是磁通量的變化率是磁通量的變化率.t值是表示為曲線上各點(diǎn)的斜率值是表示為曲線上各點(diǎn)的斜率.二電磁感應(yīng)現(xiàn)象二電磁感應(yīng)現(xiàn)象 法拉第電磁感應(yīng)定律：法拉第電磁感應(yīng)定律：求的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). .無(wú)關(guān)無(wú)關(guān). .t,t的大小與的大小與,是線圈匝數(shù)NtN內(nèi)的內(nèi)的t二電磁感應(yīng)現(xiàn)象二電磁感應(yīng)現(xiàn)象 法拉第電磁感應(yīng)定律：法拉第電磁感應(yīng)定律： tSNB1(閉合線圈的面積發(fā)生變化時(shí),而磁感強(qiáng)度不變) tBNS2二電磁感應(yīng)現(xiàn)象二電磁感應(yīng)現(xiàn)象 法拉第電磁感應(yīng)定律：法拉第電磁感應(yīng)定律：BLv 注意點(diǎn)注意點(diǎn): : a. a.公式可由法拉

8、第電磁感應(yīng)定律推得公式可由法拉第電磁感應(yīng)定律推得. . b. b.公式僅適用于公式僅適用于B B、L L、v v三者相互垂直的情況三者相互垂直的情況. . c. c.若導(dǎo)體彎曲時(shí)若導(dǎo)體彎曲時(shí), ,則則L L應(yīng)取與應(yīng)取與B B、v v垂直的有效長(zhǎng)度垂直的有效長(zhǎng)度. . d. d.若若V V是瞬時(shí)速度，則是瞬時(shí)速度，則 為瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì); ; 若若V V是平均速度，則是平均速度，則 為平均電動(dòng)勢(shì)為平均電動(dòng)勢(shì). .例析例析例例1 12001 如圖所示如圖所示, ,半徑為半徑為a a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場(chǎng)場(chǎng), ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,B,大小為大小為B=0.2T.B=

9、0.2T.方向垂直紙面向里方向垂直紙面向里. .半徑為半徑為b b的金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)同心放置的金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)同心放置, ,磁場(chǎng)與環(huán)面垂直磁場(chǎng)與環(huán)面垂直, ,其中其中a=0.4m,a=0.4m,/4sTtB求求L L1 1的功率的功率. .L L1 1L L2 2MNOOb=0.6m,b=0.6m,金屬環(huán)上分別接有燈金屬環(huán)上分別接有燈L L1 1、L L2 2, ,兩燈電阻均是兩燈電阻均是2 2 . .一金屬一金屬棒棒MNMN與金屬環(huán)接觸良好與金屬環(huán)接觸良好, ,棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì)棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì), ,則則: : (1).(1).若棒以若棒以v v0 0=5m/s=5m/s的速率在環(huán)上向

10、右勻速滑動(dòng)的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng), ,求棒滑過(guò)圓環(huán)求棒滑過(guò)圓環(huán) 直徑直徑O OO的瞬時(shí)的瞬時(shí), ,MNMN中的電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)燈中的電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)燈L L1 1上的電流上的電流. .(2).(2).若撤去中間的金屬棒若撤去中間的金屬棒MN,MN,將右面的半圓環(huán)將右面的半圓環(huán)OLOL2 2O以以O(shè)OO為軸為軸 向上翻轉(zhuǎn)向上翻轉(zhuǎn)9090度度, ,若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化, ,其變化率為其變化率為例析例析L L1 1L L2 2MNOO解析解析: : 當(dāng)當(dāng)MNMN棒棒運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到O OO的瞬時(shí)的瞬時(shí), ,可以應(yīng)用導(dǎo)體作切割磁力線運(yùn)動(dòng)可以應(yīng)用導(dǎo)體作切割磁力線運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式求出此時(shí)的

11、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此時(shí)兩個(gè)燈泡是并聯(lián)關(guān)系，的有關(guān)公式求出此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此時(shí)兩個(gè)燈泡是并聯(lián)關(guān)系，可以根據(jù)閉合電路的歐姆定律求通過(guò)可以根據(jù)閉合電路的歐姆定律求通過(guò)L L1 1的電流的電流; ; 撤去中間的金屬棒撤去中間的金屬棒MN,MN,電路中的兩個(gè)燈泡是串聯(lián)電路中的兩個(gè)燈泡是串聯(lián), ,若再將右若再將右圖中的半圓以圖中的半圓以O(shè) OO為軸向上翻轉(zhuǎn)為軸向上翻轉(zhuǎn)9090度后度后, ,當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化時(shí)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), ,而有磁場(chǎng)穿過(guò)的線圈面積只有半圓而有磁場(chǎng)穿過(guò)的線圈面積只有半圓, ,這樣分這樣分析清楚后析清楚后, ,可以運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算出該狀態(tài)的電

12、動(dòng)勢(shì)可以運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算出該狀態(tài)的電動(dòng)勢(shì), ,再應(yīng)用有關(guān)公式求出再應(yīng)用有關(guān)公式求出L L1 1的功率的功率. .例析例析L L1 1L L2 2MNOOvvvaBBLv8 .058 .02 .021ARI4 . 028 . 0111.2.VatBatBSt32.04.024222222WRuP22222111028.12232.022三電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用三電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用有三類重要的綜合：有三類重要的綜合： 解題思路解題思路: :首先進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)分析首先進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)分析, ,后畫(huà)出等效電路圖后畫(huà)出等效電路圖, ,從從而將電磁感應(yīng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為電路問(wèn)題而將電磁感應(yīng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為電路問(wèn)題. .畫(huà)等

13、效電路圖的一般方畫(huà)等效電路圖的一般方法是法是: :分析產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原因分析產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原因, ,確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在于何處確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在于何處. .判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向. .將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)那部分導(dǎo)體用電源代替將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)那部分導(dǎo)體用電源代替, ,而設(shè)有產(chǎn)生感而設(shè)有產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)那部分導(dǎo)體用電阻應(yīng)電動(dòng)勢(shì)那部分導(dǎo)體用電阻, ,從而從而畫(huà)出等效電路圖畫(huà)出等效電路圖. . 1.1.電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用: :例析例析例例1 1(1999(1999上?？碱}上?？碱}) )如圖所示如圖所示, ,把總電阻為把總電阻為R R的均勻電阻絲焊接成的均

14、勻電阻絲焊接成一半徑為一半徑為a a的圓環(huán)的圓環(huán) , ,水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁場(chǎng)中. .一根長(zhǎng)為一根長(zhǎng)為2 2a,a,電阻為電阻為R,R,粗細(xì)均勻的金屬棒粗細(xì)均勻的金屬棒MNMN放置在圓環(huán)放置在圓環(huán)上上, ,接觸良好接觸良好. .當(dāng)當(dāng)MNMN一恒定的速度一恒定的速度V V向右移動(dòng)經(jīng)過(guò)環(huán)心向右移動(dòng)經(jīng)過(guò)環(huán)心OO時(shí)時(shí), ,求求: :解析解析: :將金屬棒將金屬棒MNMN看作一內(nèi)阻為看作一內(nèi)阻為r, r,電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)為 的電源的電源, ,兩個(gè)半圓兩個(gè)半圓環(huán)看作兩個(gè)并聯(lián)電阻環(huán)看作兩個(gè)并聯(lián)電阻, ,作出其等效電路如右圖所示作出其等效電路

15、如右圖所示. .則則: :棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓U UMNMN在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總?cè)艄β试趫A環(huán)和金屬棒上消耗的總?cè)艄β? .V V電源電動(dòng)勢(shì)為電源電動(dòng)勢(shì)為BaVBLV2例析例析解析解析: :V V外電路的電阻為外電路的電阻為RRRRRR212121外棒上電流大小為棒上電流大小為RBaVRRBaVrRI3422外電流方向?yàn)閺碾娏鞣较驗(yàn)閺腘M.棒兩端電壓為棒兩端電壓為BaVRRBaVBaVIrUMN32342圓環(huán)和棒上消耗的總功率為圓環(huán)和棒上消耗的總功率為RVaBBaVRBaVIp38234222三電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用三電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用有三類重要的綜合

16、：有三類重要的綜合： 這類綜合問(wèn)題涉及的是力學(xué)基本規(guī)律相關(guān)的動(dòng)態(tài)分析這類綜合問(wèn)題涉及的是力學(xué)基本規(guī)律相關(guān)的動(dòng)態(tài)分析. .一一般方法是般方法是: : 從導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況著手進(jìn)行分析從導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況著手進(jìn)行分析. .在在電磁感應(yīng)過(guò)程中電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流流II通電導(dǎo)線受到安培力通電導(dǎo)線受到安培力感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化 形成初態(tài)形成初態(tài)的變化程度依次減弱的循環(huán)的變化程度依次減弱的循環(huán), ,當(dāng)循環(huán)最終時(shí)當(dāng)循環(huán)最終時(shí), ,物體的加速度為物體的加速度為零零. .若處于若處于穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

17、, ,則應(yīng)抓住物體所受的合外力為零則應(yīng)抓住物體所受的合外力為零而速度最大而速度最大這個(gè)特點(diǎn)這個(gè)特點(diǎn). .2.2.電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合: :三電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用三電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用有三類重要的綜合：有三類重要的綜合：2.2.電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合: : 解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題基本程序可概括為解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題基本程序可概括為: : 尋找電源尋找電源電路分析電路分析受力分析受力分析運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析 建立方程建立方程討論求解討論求解. . 其中其中分析動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)而確定最終狀態(tài)分析動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)而確定最終狀態(tài)是解決此類問(wèn)題是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵所

18、在的關(guān)鍵所在. .例析例析例例. .如圖所示如圖所示, ,兩光滑平行金屬導(dǎo)軌兩光滑平行金屬導(dǎo)軌aaaa,bb,bb(電阻不計(jì)電阻不計(jì)) 相距相距L,L,上端上端a,ba,b間通過(guò)電阻間通過(guò)電阻R R相連相連, , aaaa,bb,bb足夠長(zhǎng)足夠長(zhǎng), ,導(dǎo)軌平面與水平面導(dǎo)軌平面與水平面成成 角角. .虛線虛線cdcd垂直于導(dǎo)軌垂直于導(dǎo)軌, ,其以下部分有一垂直于導(dǎo)軌平面向其以下部分有一垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上的勻強(qiáng)磁場(chǎng). .一質(zhì)量為一質(zhì)量為mm的金屬棒的金屬棒efef處于垂直跨接在導(dǎo)軌上處于垂直跨接在導(dǎo)軌上, ,現(xiàn)將現(xiàn)將efef在在cdcd以上某處自由釋放以上某處自由釋放, ,使之沿光滑軌

19、道向下滑動(dòng)并進(jìn)使之沿光滑軌道向下滑動(dòng)并進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域, ,下滑過(guò)程中下滑過(guò)程中efef始終與導(dǎo)軌垂直始終與導(dǎo)軌垂直. .那么那么efef在進(jìn)入在進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后的一段時(shí)間里可能的運(yùn)動(dòng)情況是樣的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后的一段時(shí)間里可能的運(yùn)動(dòng)情況是樣的?(?(導(dǎo)軌與金屬導(dǎo)軌與金屬棒電阻不計(jì)棒電阻不計(jì)) )例析例析解析解析: : 如圖乙所示如圖乙所示, ,設(shè)金屬棒設(shè)金屬棒efef進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)的速度為進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)的速度為v v0 0, ,進(jìn)入進(jìn)入磁場(chǎng)后的由于切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流磁場(chǎng)后的由于切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流. . RBLvI乙乙電流大小為電流大小為: :電流方向?yàn)殡娏鞣较驗(yàn)? :fefe

20、金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后,將受到安培將受到安培F FA A的作用的作用, , F FA A的方向沿斜面向上的方向沿斜面向上, ,剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)安培力的大小為剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)安培力的大小為,022RvLBBILFA討論討論: :當(dāng)當(dāng),sinmgFAefef將沿斜面向下作勻速運(yùn)動(dòng)且將沿斜面向下作勻速運(yùn)動(dòng)且220sinLBmgRv例析例析解析解析: :乙乙討論討論: :,sinmgFAef將作加速運(yùn)動(dòng)將作加速運(yùn)動(dòng),加速度可由加速度可由maRvLBmg22sin求得求得, ,mRvLBga22sin隨著隨著efef下滑速度下滑速度v v增大增大, ,加速度減小加速度減小, ,所以所以efef

21、作加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)作加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng). .當(dāng)當(dāng)0sin22mRvLBgam時(shí)時(shí),ef,ef速度最速度最大為大為22sinLBmgRvm并以此速度一直沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)下去并以此速度一直沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)下去. .例析例析解析解析: :乙乙討論討論: :,sinmgFAef將作減速運(yùn)動(dòng)將作減速運(yùn)動(dòng),加速度可由加速度可由mamgRvLBsin22求得求得, ,sin22gmRvLBa隨著隨著efef下滑速度下滑速度v v減小減小, ,加速度減小加速度減小, ,所以所以efef作加速度減小的變減速運(yùn)動(dòng)作加速度減小的變減速運(yùn)動(dòng). .當(dāng)當(dāng)0sin22gmRvLBam時(shí)時(shí),ef,ef速度最速度最小為小

22、為22sinLBmgRvm并以此速度一直沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)下去并以此速度一直沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)下去. .例析例析解析解析: :乙乙討論討論: : 由此可見(jiàn)由此可見(jiàn), ,只要導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)只要導(dǎo)軌足夠長(zhǎng), ,金屬棒金屬棒efef最終都會(huì)做勻速最終都會(huì)做勻速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng), ,且速度大小均為且速度大小均為(收尾速度收尾速度)22sinLBmgRvm并以此速度一直沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)下去并以此速度一直沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)下去. .三電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用三電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用有三類重要的綜合：有三類重要的綜合：3.3.電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化: : 由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是電能與其他形式的能量之間由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是電

23、能與其他形式的能量之間的相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程的相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程, ,因此解決這一類問(wèn)題時(shí)因此解決這一類問(wèn)題時(shí)不必取去追究其不必取去追究其中間的具體某個(gè)變化的力中間的具體某個(gè)變化的力, ,變化的電流做功的具體細(xì)節(jié)變化的電流做功的具體細(xì)節(jié), ,而只而只需理清能量間的轉(zhuǎn)化途徑需理清能量間的轉(zhuǎn)化途徑, ,緊緊抓住始末兩態(tài)的能量轉(zhuǎn)化情緊緊抓住始末兩態(tài)的能量轉(zhuǎn)化情況況, ,根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律即可求解根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律即可求解. .例析例析例例. .如圖甲所示如圖甲所示, ,相距相距為為d d的兩水平滑線間有均勻磁場(chǎng)的兩水平滑線間有均勻磁場(chǎng), ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B,B,方向垂直紙面向里方向垂直紙面向

24、里. .金屬線框金屬線框abcdabcd邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(Ld),L(Ld),質(zhì)量為質(zhì)量為m,m,電阻為電阻為R,R,線框從磁場(chǎng)上方處自由下落線框從磁場(chǎng)上方處自由下落, ,線框線框abab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛A.A.感應(yīng)電流做的功為感應(yīng)電流做的功為2mgd2mgdB.B.感應(yīng)電流做的功為感應(yīng)電流做的功為mgdmgdC.C.線框的最小速度一定為線框的最小速度一定為dLhg2D.D.線框的最小速度一定為線框的最小速度一定為22/LBmgR離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度相同離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度相同.( .(如圖乙如圖乙, ,丙丙) )設(shè)線框通過(guò)通過(guò)磁場(chǎng)保持設(shè)線框通過(guò)通過(guò)磁場(chǎng)保持與磁場(chǎng)垂直與磁場(chǎng)垂直, ,則線

25、框全部通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中則線框全部通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中( )( )例析例析解析解析: : 此題應(yīng)用能量守恒定律求解較方便此題應(yīng)用能量守恒定律求解較方便. .此題從能量的角度看此題從能量的角度看可以分為四個(gè)物理過(guò)程可以分為四個(gè)物理過(guò)程(1)(1)線框自由落下線框自由落下h h高度高度, ,重力勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化重力勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化, ,有有(2)(2)abab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到線框全部進(jìn)入磁場(chǎng), ,僅僅abab邊切割磁感線邊切割磁感線, ,線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流. .一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能, ,電流通過(guò)線框電流通過(guò)線框電阻電阻R,R,實(shí)現(xiàn)由電能向

26、內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化而損失了實(shí)現(xiàn)由電能向內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化而損失了, ,動(dòng)能發(fā)生變化動(dòng)能發(fā)生變化, ,有有221mvmgh QmgLmvvm222121例析例析(3)(3)線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)線框全部進(jìn)入磁場(chǎng), ,到到abab邊剛要出磁場(chǎng)邊剛要出磁場(chǎng). .由于此過(guò)程中磁通量由于此過(guò)程中磁通量不變不變, ,故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生. .線框減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能線框減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能, ,有有 上分析得知上分析得知, ,第二過(guò)程中第二過(guò)程中vv最小速度最小速度, ,因?yàn)榫€框因?yàn)榫€框abab邊剛進(jìn)入邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度相同磁場(chǎng)和剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度相同, ,將第二、第三過(guò)程可以一起來(lái)將

27、第二、第三過(guò)程可以一起來(lái)考慮考慮, ,其動(dòng)能不變其動(dòng)能不變, ,勢(shì)能減少勢(shì)能減少, ,轉(zhuǎn)化為電能轉(zhuǎn)化為電能, ,有有222121vmmvLdmgmgdW 電解析解析: :例析例析(4)ab(4)ab邊出磁場(chǎng)到線框全部離開(kāi)磁場(chǎng)邊出磁場(chǎng)到線框全部離開(kāi)磁場(chǎng). .由于此過(guò)程和第二過(guò)程由于此過(guò)程和第二過(guò)程能量轉(zhuǎn)化情況完全相同能量轉(zhuǎn)化情況完全相同. .因此整個(gè)過(guò)程中電流做的功為因此整個(gè)過(guò)程中電流做的功為由由mgdWQmgdW電2QmgLmvvm222121解析解析: :221mvmgh mgdQ dLhmgvm221dLhgv2例析例析例例. .如圖甲所示如圖甲所示, ,相距相距為為d d的兩水平滑線間有均勻磁場(chǎng)的兩水平滑線間有均勻磁場(chǎng), ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B,B,方向垂直紙面向里方向垂直紙面向里. .金屬線框金屬線框abcdabcd邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(Ld),L(Ld),質(zhì)量為質(zhì)量為m,m,電阻為電阻為R,R,線框從磁場(chǎng)上方處自由下落線框從磁場(chǎng)上方處自由下落, ,線框線框abab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛A.A.感應(yīng)電流做的功為感應(yīng)電流做的功為2mgd2mgdB.B.感應(yīng)電流做的功為感應(yīng)電流做的功為mgdmgdC.C.線框的最小速度一定為線框的最小速度一定為dLhg2D.D.線框的最小速度一定為線框的最小速度一定為22/LBmgR離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度相同離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度