導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)分析

1、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒沿“U”型框架或平行導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的問題，要涉及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，法拉第電磁感應(yīng)定律，含源電流的計(jì)算等電學(xué)知識(shí)；要依據(jù)物體的受力性質(zhì)對(duì)速度和加速度的動(dòng)態(tài)變化運(yùn)行分析；還要對(duì)能量轉(zhuǎn)化和能量守恒有深刻的理解，有些問題還涉及動(dòng)量是否守恒的判斷。例1 如圖所示，在豎直向下的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根水平放置相距L且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌AB、CD，在導(dǎo)軌的AC端連接一阻值為R的電阻，一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)軌和金屬棒 的電阻及它們間的摩擦均 不計(jì)，若用恒力F沿水平 向右拉棒運(yùn)動(dòng)。求金屬棒 的最大速度？分析思路導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)安培力感應(yīng)電流阻礙閉合電路導(dǎo)體在磁場(chǎng)中

2、電磁感應(yīng) 例2足夠長(zhǎng)且豎直放置的光滑軌道上水平架一個(gè)質(zhì)量m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab，除電阻R外其余各處電阻均可忽略，如圖，ab由靜止下滑并始終保持與軌道良好接觸，（1）分析ab棒下滑過程中，加速度如何變化？（2）下滑過程的最大速度？（3）電路的最大消耗功率？（4）若ab從下滑到具有最大速度 的過程下落高度為h，那么 通過ab的電量？（5）若ab長(zhǎng)為0.5m，B=1T，m=0.1kg， R=1，ab從下滑到具有最大速度 的過程中，通過ab的電量為 2C，求此過程中電路消 耗的電能？（g=10m/s2)abRB小結(jié)（1）受力分析： 導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流導(dǎo)體受安培力合外力變化加速度變化速度

3、變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化動(dòng)態(tài)變化過程結(jié)束時(shí)，加速度為零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài).（2）運(yùn)動(dòng)分析： 一般在動(dòng)態(tài)變化過程中，導(dǎo)體做加速度不斷減小的變加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)變化過程結(jié)束后，導(dǎo)體做勻速運(yùn)動(dòng).（3）能量分析： 在動(dòng)態(tài)變化過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的動(dòng)能和回路的電能；動(dòng)態(tài)變化過程結(jié)束后，導(dǎo)體的動(dòng)能不變，其他形式的能轉(zhuǎn)化為回路的電能.例3 如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為l，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路。兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計(jì)，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行。開始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度v0。若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求：（1）在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱 最多是多少？（2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛?度的3/4時(shí)，cd棒的加 速度是多少？練習(xí)：如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.1T，金屬棒AB長(zhǎng)0.4m，與框架寬度相同，電阻為1/3，框架電阻不計(jì)，電阻R1=2，R2=1，當(dāng)金屬棒以5m/s的速度勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，求：（1）流過金屬棒的感應(yīng)電流多大？（2）若圖中電容器C為0.3F，則充電量多少？練習(xí)：如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，ab、cd的電阻均為R，