電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)與能量問題課件

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)與能量問題物理組劉永梅電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)與能量問題物理組劉永梅1一、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題【例1】如圖1所示，導(dǎo)體棒ab可以無摩擦的在足夠長的豎直軌道上滑動(dòng)，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中，除電阻R外，其他電阻均不計(jì)，則在ab棒下落的過程中，問:一、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題【例1】如圖1所示，導(dǎo)體棒ab可以2（1）分析導(dǎo)體棒下落過程的受力情況（2)求當(dāng)導(dǎo)體棒速度為v時(shí)，導(dǎo)體棒的加速度a

G=mgF安=一、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題E=BlvI=E/RF安=（1）分析導(dǎo)體棒下落過程的受力情況G=mgF安=一、電磁感應(yīng)3（3）導(dǎo)體棒能達(dá)到的最大速度（4）分析導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況，畫出導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的v-t圖像。

一、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題（3）導(dǎo)體棒能達(dá)到的最大速度一、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題4例2

如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略，讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦．(1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示，請?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖；(2)在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大??；(3)求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題例2如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置5解決此類問題的主要方法：(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向．(2)依據(jù)閉合電路歐姆定律，求出回路中的電流．(3)分析導(dǎo)體的受力情況．(4)依據(jù)牛頓第二定律列出動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程，求解．解決此類問題的主要方法：6復(fù)習(xí)：合外力做功動(dòng)能的變化

重力做功重力勢能的變化除重力之外的其他力做功機(jī)械能的變化

二、電磁感應(yīng)中的能量問題復(fù)習(xí)：二、電磁感應(yīng)中的能量問題7二、電磁感應(yīng)中的能量問題【例1】如圖1所示，導(dǎo)體棒ab可以無摩擦的在足夠長的豎直軌道上滑動(dòng)，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中，除電阻R外，其他電阻均不計(jì)，則在ab棒下落的過程中，問:（1）哪些力在做功,做什么功？（2)涉及哪些能量轉(zhuǎn)化?二、電磁感應(yīng)中的能量問題【例1】如圖1所示，導(dǎo)體棒ab可以無8克服安培力做功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，并且克服安培力做多少功，就產(chǎn)生多少電能；（若電路是純電阻電路，轉(zhuǎn)化過來的電能將全部轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能)如果是安培力做正功，就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．二、電磁感應(yīng)中的能量問題克服安培力做功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，并且克服安培力9復(fù)習(xí)：合外力做功動(dòng)能的變化

重力做功重力勢能的變化除重力之外的其他力做功機(jī)械能的變化

安培力做功

電能的變化

二、電磁感應(yīng)中的能量問題復(fù)習(xí)：二、電磁感應(yīng)中的能量問題10如圖1所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L,M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦θRabBLNMQPθbθB圖1圖2二、電磁感應(yīng)中的能量問題如圖1所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為11當(dāng)導(dǎo)體棒下落高度為h時(shí)，導(dǎo)體棒速度為v.(1)這個(gè)過程中，涉及哪些力做功，以及哪些能量的變化

（2）請根據(jù)動(dòng)能定理和能量守恒列出兩個(gè)等式

動(dòng)能定理：mgh—W安=

能量守恒：mgh=+Q當(dāng)導(dǎo)體棒下落高度為h時(shí)，導(dǎo)體棒速度為v.動(dòng)能定理：mgh—W12分析求解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量問題的一般思路：

(1)分析回路，分清電源和外電路．

(2)分析清楚有哪些力做功，明確有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化．如：①有摩擦力做功，必有內(nèi)能產(chǎn)生；②有重力做功，重力勢能必然發(fā)生變化；③克服安培力做功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，并且克服安培力做多少功，就產(chǎn)生多少電能；④如果是安培力做正功，就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．

(3)列有關(guān)能量的關(guān)系式．電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題分析求解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量問題的一般思路：(1)分析回路，131．如圖所示，有兩根和水平方向成α角的光滑平行金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vm，導(dǎo)軌及金屬桿電阻不計(jì)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．如果B增大，

將變大B．如果α變大，

將變大C．如果R變大，

將變大D．如果m變大，

將變大當(dāng)堂訓(xùn)練A1．如圖所示，有兩根和水平方向成α角的光滑平行金屬軌道，上端142、如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)，力F做的功與安培力做的