第2课时电磁感应中的动力学问题.doc

电磁感应中的动力学问题 课时综述 电磁感应现象中的力学问题。 主要以力学思路为主线，突出场的性质和电磁感应现象中的规律，具体采用的方法有 1． 力学观点（牛顿运动定律和运动学公式）。安培力与运动状态有关，因此应注意受力、运动与电流的动态分析，搞清它们之间的相互制约关系，思考方法是；导体受力运动速度变化→感应电动势变化→感应电流变化→安培力变化→合外力变化→加速度变化→最终状态。 2． 动量观点（动量定理、动量守恒定律） （1）电磁感应中的一个重要推论——安培力的冲量公式，根据动量定理可以确定导体棒动量变化与回路磁通量变化或通过导体电量的关系 （2）．对于一个发生电磁感应现象的系统，如果不受外力或合外力为零，系统总动量守恒。 互动探究 例1、如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab．导轨一端连接电阻R，其它电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止起向右运动，则 ( ) (A)随着ab运动速度的增大，其加速度也增大 (B)外力F对ab做的功等于电路中产生的电能 (C)当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率 (D)无论ab做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能 例2、在图甲、乙、丙三图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的勾强磁场中，导轨足够长。今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是 （ ） A．三种情形下导体棒ab最终均做匀速运动 B．甲、丙中，ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止 C．甲、丙中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止 D．三种情形下导体棒ab最终均静止 例3、如图所示，一固定的光滑导轨，其水平部分处于竖直向上的匀强磁场B中，且足够长。两导体棒ab和cd的质量均为m，电阻均为R。开始均处于静止状态。现将ab从导轨上高h处自由释放，则从ab进入匀强磁场起的运动过程中（两棒始终不相碰），下列结论正确的是（ ） A．cd棒先向右加速运动后匀速运动，最终速度为(2gh)1/2 B．cd棒先向右加速运动后匀速运动，最终速度为(gh/2)1/2 C．回路中产生的焦耳热最大值为mgh/2 D．回路中产生的焦耳热最大值为mgh 例4、两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图3所示．两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0（见图3）．若两导体棒在运动中始终不接触，求： （1）在运动中产生的焦耳热最多是多少． （2）当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？ *例5、如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B。有一宽度为b（bh）、长度为L、电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的PQ边到达磁场下边缘时，恰好开始匀速运动。求线圈穿越磁场区域经历的时间。 *例6、如图所示，两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离l=0.20m。两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50Ω。在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s，金属杆甲的加速度为a=1.37m/s2，问此时两金属杆的速度各为多少？ 课堂反馈 1、如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，导体棒ab垂直导轨，除电阻R的阻值外，其余电阻不计．导体棒ab在如图乙所示的水平外力作用下， 在0—to时间内从静止开始做匀加速直线运动，则在t0以后，导体棒ab A.先做加速运动，最后做匀速运动 B．先做减速运动，最后做匀速运动． C．先做匀减速运动，最后速度为零 D．先做匀减速运动，最后做匀速运动 2、如图所示，在方