法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用一

法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用一第一頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日磁通量變化感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)右手定則楞次定律等效電源等效電路求電流I求安培力F力與運(yùn)動(dòng)功能關(guān)系受力示意圖第二頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例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(wèn)題1：

vRabr第三頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日

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(wèn)題3：整個(gè)回路中消耗的電能從哪里轉(zhuǎn)化來(lái)的，它們之間有什么樣的關(guān)系？外力F對(duì)棒ab做功第四頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日l(shuí)FRab例2：其他條件不變，ab棒質(zhì)量為m，開(kāi)始靜止，當(dāng)受到一個(gè)向右恒力F的作用，則：rB問(wèn)1：ab將如何運(yùn)動(dòng)？問(wèn)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(wèn)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？P外﹥P電，W外=Q熱+△EK第五頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日FRabr問(wèn)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(guò)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(kāi)始靜止，當(dāng)受到一個(gè)向右恒力F的作用，則：第六頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日FRabr問(wèn)4：在上述過(guò)程中，通過(guò)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(kāi)始靜止，當(dāng)受到一個(gè)向右恒力F的作用，則：第七頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日FRabr例3：其他條件不變，ab棒質(zhì)量為m，開(kāi)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(wèn)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)第八頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日FRabr例3：其他條件不變，ab棒質(zhì)量為m，開(kāi)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(guò)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？第九頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日方法小結(jié)：1、受力分析：必要時(shí)畫(huà)出相應(yīng)的平面圖。受力平衡時(shí)，速度最大。2、電路問(wèn)題：畫(huà)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(wèn)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)系第十頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例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(wú)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第十一頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例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(wú)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第十二頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例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(wú)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第十三頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例5．如圖，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO1O1‘O’

矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)上邊邊界相距d0．現(xiàn)使ab棒由靜止開(kāi)始釋放，棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的電接觸且下落過(guò)程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計(jì)),求：（1）棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)下邊界時(shí)的速度;（2）棒ab在通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）試分析討論ab棒在磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況．RPMabd0dO'BQNO1'O1O第十四頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日

（1）設(shè)ab棒離開(kāi)磁場(chǎng)邊界前做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為