法拉第電磁感應(yīng)定律的四類問題

關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律的四類問題第1頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五例1、線圈50匝、橫截面積20cm2、電阻為1Ω；已知電阻R=99Ω；磁場豎直向下，磁感應(yīng)強度以100T/s的變化度均勻減小。在這一過程中通過電阻R的電流多大小和方向？BR1電磁感應(yīng)中的電路問題第2頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五例2、圓環(huán)水平、半徑為a、總電阻為2R；磁場豎直向下、磁感強度為B；導(dǎo)體棒MN長為2a、電阻為R、粗細均勻、與圓環(huán)始終保持良好的電接觸；當(dāng)金屬棒以恒定的速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時，求：（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總的熱功率。BvMNo第3頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五1．內(nèi)電路和外電路電路結(jié)構(gòu)：(2)產(chǎn)生電動勢的那部分導(dǎo)體或線圈的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻，其他部分的電阻相當(dāng)于外電阻．(1)切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈相當(dāng)于電源．2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電動勢E＝Blv或第4頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五1、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。電磁感應(yīng)電路問題的分析方法2、畫等效電路。3、運用閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解。第5頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五1、如圖所示，MN、PQ為光滑金屬導(dǎo)軌(金屬導(dǎo)軌電阻忽略不計)，MN、PQ相距L＝50cm，導(dǎo)體棒AB在兩軌道間的電阻為r＝1Ω，且可以在MN、PQ上滑動，定值電阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，整個裝置放在磁感應(yīng)強度為B＝1.0T的勻強磁場中，磁場方向垂直于整個導(dǎo)軌平面，現(xiàn)用外力F拉著AB棒向右以v＝5m/s速度做勻速運動．求：(1)導(dǎo)體棒AB產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E和AB棒上的感應(yīng)電流方向(2)導(dǎo)體棒AB兩端的電壓UAB練習(xí)第6頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五2．如圖所示，面積為0.2m2的100匝線圈處在勻強磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，已知磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律為B＝(2＋0.2t)T，定值電阻R1＝6Ω，線圈電阻R2＝4Ω，求：(1)回路中的感應(yīng)電動勢；(2)a、b兩點間電壓Uab.第7頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五3、如圖所示，勻強磁場磁感應(yīng)強度B＝0.1T，金屬棒AB長0.4m，與框架寬度相同，電阻為1Ω，框架電阻不計，電阻R1＝2Ω，R2＝1Ω，當(dāng)金屬棒以5m/s的速度勻速向左運動時，求：(1)流過金屬棒的感應(yīng)電流多大？(2)若圖中電容器C的電容為0.3μF，則帶電荷量為多少？第8頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五4.如圖所示,兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd,b、d間連有一固定電阻R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計。MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿,與ab垂直,其電阻也為R。整個裝置處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為B,磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）?，F(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v（如圖）做勻速運動。令U表示MN兩端電壓的大小，則（）A.U=Blv/2,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dB.U=Bl

v/2,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bC.U=Blv,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dD.U=Blv,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bMNRvdabcB第9頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五5、兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、M'N'平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l,電阻不計,M、M'處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C。長度也為l

、阻值同為R的金屬棒a

b垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中。a

b在外力作用下向右勻速運動且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運動距離為s的過程中，整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q

。求⑴a

b運動速度v的大?。虎齐娙萜魉鶐У碾姾闪縬

。NCRRRMM'N'ba第10頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五6、固定在勻強磁場中的正方形導(dǎo)線框abcd，各邊長為L。其中ab是一段電阻為R的均勻電阻絲，其余3邊均為電阻可忽略的銅線。磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向垂直紙面向里。現(xiàn)有一與ab段的材料、粗細、長度都相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)體框上，如圖所示。PQ以恒定速度υ從ad滑向bc，當(dāng)滑過L/3的距離時，通過aP段電阻絲的電流強度是多大?方向如何?第11頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五例1、θ=30o，L=1m，B=1T，導(dǎo)軌光滑電阻不計，F(xiàn)功率恒定且為6W，，ab的m=0.2kg、R=1Ω，由靜止開始運動，當(dāng)s=2.8m時，獲得穩(wěn)定速度2m/s，在此過程中ab產(chǎn)生的熱量Q=5.8J，g=10m/s2，求：ab棒從靜止開始達到穩(wěn)定速度所需時間。θabBF2、電磁感應(yīng)中的能量問題第12頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五例2、水平面光滑，金屬環(huán)r=10cm、R=1Ω、m=1kg，v=10m/s向右勻速滑向有界磁場，勻強磁場B=0.5T；從環(huán)剛進入磁場算起，到剛好有一半進入磁場時，圓環(huán)釋放了32J的熱量，求：（1）此時圓環(huán)速度ν；（2）此時圓環(huán)所受安培力的功率。Bv第13頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五①導(dǎo)體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，機械能或其他形式的能量便轉(zhuǎn)化為電能。電磁感應(yīng)中的能量問題求解基本方法：②導(dǎo)體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱，又可使電能轉(zhuǎn)化為機械能或電阻的內(nèi)能。ΔΕ增=ΔE減（1）根據(jù)能量守恒定律求解：注：能量轉(zhuǎn)化特點：第14頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五練習(xí).1、豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L，上端串有電阻R。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試分析ab下滑過程中能量的轉(zhuǎn)化情況，并確定能表征其最終能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量的值．第15頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五2.如圖（1）所示，電阻為R的矩形導(dǎo)線框abcd，邊長ab=L，ad=h，質(zhì)量為m，從某一高度自由落下，通過一勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁場區(qū)域的寬度為h，線圈cd邊剛進入磁場就恰好開始做勻速運動,那么在線圈穿越磁場的全過程，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？（不考慮空氣阻力）第16頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五（2）根據(jù)功能關(guān)系求解常用動能定理注：1、我們一共學(xué)了幾個功能關(guān)系，分別是哪些？第17頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五（1）重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：（2）彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系：（3）摩擦力做功與物體內(nèi)能變化的關(guān)系：（4）其他力做功與機械能變化的關(guān)系：（6）電場力做功與電勢能變化的關(guān)系：（5）合外力做功與動能變化的關(guān)系：（7）安培力做功與電能變化的關(guān)系：第18頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五練習(xí)、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，整個裝置放在勻強磁場中，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間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于(

)A．棒的機械能增加量B．棒的動能增加量C．棒的重力勢能增加量D．電阻R上放出的熱量F第19頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五例3.如圖所示,兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd,b、d間連有一固定電阻R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計。MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿,與ab垂直,其電阻也為R。整個裝置處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為B,磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）?，F(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v（如圖）做勻速運動。求：R、導(dǎo)體棒MN、整個回路產(chǎn)生的焦耳熱。MNRvdabcB第20頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五2、在純電阻電路中電熱分配關(guān)系：（1）串聯(lián)電路：電熱之比等于電阻之比，即（2）串聯(lián)電路：某電阻上產(chǎn)生電熱與電路中總電熱之比等于該電阻與電路總電阻之比，即（3）如果電路沒有儲電裝置，則在電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能將全部轉(zhuǎn)化為電熱。Q1:Q2=R1:R2QR:QR總=R:R總第21頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五例4、光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為θ=30度的斜面上，導(dǎo)軌下端接有電阻R=3Ω，導(dǎo)軌自身電阻忽略不計。勻強磁場垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強度B=0.5T。質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為1Ω的金屬棒ab靜止釋放，沿導(dǎo)軌下滑。如圖所示，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，金屬棒ab下滑過程中始終與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)金屬棒下滑h=3m時，速度恰好達到最大速度2m/s，求此過程中電阻R中產(chǎn)生的熱量？

第22頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五1、如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌電阻可忽略。初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0，在沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。（1）若導(dǎo)體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1為多少？（2）導(dǎo)體棒往復(fù)運動，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q2為多少？綜合練習(xí)RmvoLB圖2第23頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五2、如圖所示，正方形閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強磁場。若第一次用0.3s時間拉出，導(dǎo)體框上產(chǎn)生的熱量為Q1；第二次用0.9s時間拉出，導(dǎo)體框上產(chǎn)生的熱量為Q2，則(

)A．Q1＝Q2 B．Q1＝2Q2C．Q1＝3Q2 D．Q1＝9Q2第24頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五3、如圖所示，在水平面上有兩條光滑的長直平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌間距離為L，導(dǎo)軌的電阻忽略不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面．質(zhì)量分別為ma、mb的兩根金屬桿a、b跨擱在導(dǎo)軌上，接入電路的電阻均為R.輕質(zhì)彈簧的左端與b桿連接，右端被固定．開始時a桿以初速度v0向靜止的b桿運動，當(dāng)a桿向右的速度為v時，b桿向右的速度達到最大值vm，此過程中a桿產(chǎn)生的焦耳熱為Q，兩桿始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌良好接觸．求當(dāng)b桿達到最大速度vm時：)彈簧具有的彈性勢能．第25頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五4、兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計．斜面處在勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上．質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度．如圖所示，在這個過程中(

)A．作用在金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零B．作用在金屬棒上的安培力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱C．恒力F與安培力的合力所做的功等于零D．電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱(Fh/sinθ-mgh)R/(R+r)第26頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五5．如圖所示，小燈泡的規(guī)格為“2V4W”，接在光滑水平導(dǎo)軌上，軌距0.1m，電阻不計．金屬棒ab垂直擱置在導(dǎo)軌上，其電阻r＝1Ω.整個裝置處于磁感應(yīng)強度B＝1T的勻強磁場中．求：為使小燈泡正常發(fā)光，拉動金屬棒ab的外力功率多大？第27頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五6.如圖所示，質(zhì)量為m、高為h的矩形導(dǎo)線框自某一高度自由落下后，通過一寬度也為h的勻強磁場，線框通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱(

)

A．可能等于2mgh

B．可能大于2mghC．可能小于2mghD．可能為零第28頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五例1、如圖所示，虛線右側(cè)存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，正方形金屬框電阻為R，邊長是L，自框從左邊界進入磁場時開始計時，在外動力作用下由靜止開始，以垂直于磁場邊界的恒定加速度a進人磁場區(qū)域，t1時刻框全部進入磁場．規(guī)定順時針方向為感應(yīng)電流t的正方向．外動力大小為F，框中電功率的瞬時值為P，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為q，其中P﹣t圖象為拋物線．則這些量隨時間變化的關(guān)系正確的是（）3、電磁感應(yīng)中的圖象問題ABCD第29頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五

例2：如圖(甲）中，A是一邊長為l的正方形導(dǎo)線框，電阻為R。今維持以恒定的速度v沿x軸運動，穿過如圖所示的勻強磁場的有界區(qū)域。若沿x軸的方向為力的正方向，框在圖示位置的時刻作為計時起點，則磁場對線框的作用力F隨時間t的變化圖線為圖（乙）中的（）第30頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五1、常見的圖象有：B-tΦ-tE-tU-tI-t

F-t

E-xU-xI-x

F-x等圖象(1)以上B、Φ、E、U、I、F等各量是有方向的，通常用正負表示。(具體由楞次定律判斷)(2)以上各物理量的大小由法拉第電磁感應(yīng)定律判斷基本處理方法是排除法：一看方向進行排除，二看大?。捌渥兓┻M行排除第31頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五練習(xí)：1、如圖所示，半徑為R的閉合金屬環(huán)處于垂直于環(huán)的勻強磁場中，現(xiàn)用平行環(huán)現(xiàn)的拉力F，欲將金屬環(huán)從磁場的邊界勻速拉出，則拉力F隨金屬環(huán)的位置的變化如下圖中的()RR2ROFxR2ROFxR2ROFxR2ROFxABCD第32頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五2、如圖所示豎直放置的螺線管和導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體環(huán)。當(dāng)導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)的磁場按下列哪一圖示方式變化時，導(dǎo)體環(huán)將受到向上的磁場力作用？adcb××××××××××B0tB0tB0tB0tBABCD第33頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五3、在水平桌面上，一個面積為S的圓形金屬框置于勻強磁場中，線框平面與磁場垂直，磁感應(yīng)強度B1隨時間t的變化關(guān)系如圖（1）所示.0～1s內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下．圓形金屬框與一個水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接，導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長為L、電阻為R，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒處于另一勻強磁場中，其磁感應(yīng)強度恒為B2，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，如圖（2）所示．若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時間變化的圖象是下圖中的（設(shè)向右為靜摩擦力的正方向）（）ABCD第34頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五4、如圖所示，磁場垂直于紙面向外，磁場的磁感應(yīng)強度隨水平向右的x軸按B=B0+kx（B0、k為常量）的規(guī)律均勻增大．位于紙面內(nèi)的正方形導(dǎo)線框abcd處于磁場中，在外力作用下始終保持dc邊與x軸平行向右勻速運動．若規(guī)定電流沿a→b→c→d→a的方向為正方向，則從t=0到t=t1的時間間隔內(nèi)，下列關(guān)于該導(dǎo)線框中產(chǎn)生的電流i隨時間t變化的圖象，正確的是（）ABCD第35頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五5、如圖所示，一直角三角形金屬框，向左勻速地穿過一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場，磁場僅限于虛線邊界所圍的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域的形狀和大小與金屬框完全相同，且金屬框的下邊與磁場區(qū)域的下邊界在一條直線上．若取順時針方向為電流的正方向，則金屬框穿過磁場過程的感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象是下圖中的(

)第36頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五6、如圖甲所示，正三角形導(dǎo)線框abc固定在磁場中，磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示．t＝0時刻磁場方向垂直紙面向里，在0～4s時間內(nèi)，線框ab邊所受安培力F1隨時間t變化的關(guān)系(規(guī)定水平向左為力的正方向)可能是下圖中的(

)第37頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五7．在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)，規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖（a）所示，磁場方向向上為正．當(dāng)磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖（b）變化時，下列能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是（）ABCD第38頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五8．如圖甲所示，正三角形導(dǎo)線框abc放在勻強磁場中靜止不動，磁場方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，t=0時刻，磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向里．正確表示線框ab邊所受磁場力F（規(guī)定向右為正方向）隨時間t變化關(guān)系的是（）ABCD第39頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五9、閉合矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強磁場中，磁場的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定垂直紙面向里為磁場的正方向，abcda方向為電流的正方向，水平向右為安培力的正反向，磁感應(yīng)強度B隨時間變化的規(guī)律如圖所示，關(guān)于線框中的電流i、ad邊所受的安培力F隨時間t變化的圖象，下列說法正確的是（）ABCD第40頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五例.如圖甲所示,水平放置足夠長的平行金屬導(dǎo)軌,左右兩端分別接有一個阻值為R的電阻,勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直,質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=R/2的金屬棒置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.現(xiàn)用一拉力F=(0.3+0.2t)N作用在金屬棒上,經(jīng)過2s后撤去F,再經(jīng)過0.55s金屬棒停

止運動,整個過程中金屬棒運動的距離x=2.45m.如圖乙所示為金屬棒的v-t圖象,g=10m/s2.求:(1)金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù);(2)從撤去F到金屬棒停止的過程中,每個電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。第41頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五練習(xí)、如圖甲所示,水平面上兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距為L=0.5m,一端通過導(dǎo)線與阻值為R=0.5Ω的電阻連接;導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m=0.5kg的導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的電阻忽略不計;導(dǎo)軌所在位置有磁感應(yīng)強度為B=1T的勻強磁場,磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,現(xiàn)在給導(dǎo)體棒施加一水平向右的恒定拉力F,并每隔0.2s測量一

次導(dǎo)體棒的速度,圖乙是根據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪出導(dǎo)體棒的v-t圖象.求:(1)力F的大??；(2)t=2s時導(dǎo)體棒的加速度；(3)估算3.2s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量。

第42頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五2、導(dǎo)軌光滑、水平、電阻不計、間距L=0.20m；導(dǎo)體棒長也為L、電阻不計、垂直靜止于導(dǎo)軌上；磁場豎直向下且B=0.5T；已知電阻R=1.0Ω；現(xiàn)有一個外力F沿軌道拉桿，使之做勻加速運動，測得F與時間t的關(guān)系如圖所示，求桿的質(zhì)量和加速度a。BFRF/N0481216202428t/s12345678第43頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五

例與練習(xí)：勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B=0.2T，磁場寬度L=3m，一正方形金屬框連長ab=d=1m，每邊電阻r=0.2Ω，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終一磁感線方向垂直，如圖所示。

(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的(i-t)圖線。(以順時針方向電流為正)

(2)畫出ab兩端電壓的U-t圖線adbcvLB第44頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五例1、如圖磁感應(yīng)強度為B，電阻為r的金屬棒ab向右勻速運動，速度為v，導(dǎo)軌寬度為L,左端接電阻R，其余電阻不計，摩擦也不計，試求：①感應(yīng)電動勢的大小②感應(yīng)電流的大小和方向③使金屬棒勻速運動所需的拉力⑤如果撤去拉力，ab棒做何運動RFmrMNQPabB4、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題第45頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五例2：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)強度為B的勻強磁場中，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，不計它們之間的摩擦。（1）由b向a方向看到的裝置如圖2所示，請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖；（2）在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時，求此時ab桿中的電流及其加速度的大小；（3）求在下滑過程中，

ab桿可以達到的速度最大值。θRabBLNMQPθbθB圖1圖2第46頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五基本方法：1、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向。2、求回路中的電流強度3、分析導(dǎo)體受力情況（包含安培力，用左手定則）4、列動力學(xué)方程求解。第47頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五解決電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題的一般思路是“先電后力”，具體思路如下：第48頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五1.豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L，上端串有電阻R。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。求運動的最大速度（其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計）練習(xí)第49頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五2、如圖所示，在一均勻磁場中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動。桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計。開始時，給ef一個向右的初速度，則()A．ef將減速向右運動，但不是勻減速B．ef將勻減速向右運動，最后停止C．ef將勻速向右運動D．ef將往返運動Redcabf第50頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五3、傾角為30°的斜面上，有一導(dǎo)體框架，寬為1m，不計電阻，垂直斜面的勻強磁場磁感應(yīng)強度為0.2T，置于框架上的金屬桿ab，質(zhì)量0.2kg，電阻0.1Ω，如圖所示.不計摩擦，當(dāng)金屬桿ab由靜止下滑時，求：

(1)當(dāng)桿的速度達到2m/s時，ab棒的加速度；

(2).

ab棒的最大速度30°baBL第51頁，共56頁，2022年，5月20日，5點45分，星期五4、兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻．將質(zhì)量為m電阻為r的金屬棒懸掛在一個固定的勁度系數(shù)為K的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直，如圖所示．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則(

)A．釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加