2010年浙江省温州、金华二市高中物理高考复习教学研讨会讲座资料（二）-2017年10月.pptVIP

温州市龙湾中学　　张作铭 电磁感应中能量转化问题 [基本模型]：如图甲所示,在一个匀强磁场中有一个U形导线框abcd处于水平面内,磁场与导线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动。杆ef及线框中导线的电阻都可不计。 开始时，给ef一个向右的初速度，则： v0 R B 图甲 a b c d e f 如果有一恒定拉力作用在杆ef上，让杆ef从静止开始向右运动，则： F R B 图乙 a b c d e f 图丙 例1.轨道距离l=0.50m。R=0.40Ω的电阻，两半圆轨道的半径均为R0=0.50m。B=0.64 T的匀强磁场，d=0.80m。m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处。F=2.0N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′。动摩擦因数μ=0.10，轨道的电阻可忽略不计，取g=10m/s2，求：导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热。 a F B s d b R M N P M′ N′ P′ F R B 图乙 a b c d e f 例2．阻值不计的光滑金属导轨水平放置，其最右端间距 d 为 lm ， r 阻值 4Ω ，半径 R 为 2m ；阻值不计的长为 L = l . 2m ，质量 m＝0.5kg 的金属杆 ab 。在平面NQDC的左侧空间中存在竖直向下的匀强磁场 ,B=1T。ab 以初速度V0 = 12m / s从EF 向右在水平轨道上做匀减速运动，恰能通过最高位置 CD . ( g 取 10m / s2 ) 求： （l）EF 到QN的距离； （2）金属杆从EF运动到QN过程中整个电路中产生的焦耳热。 例3.导轨倾角θ=30°，R均为10Ω，导轨电阻不计，宽度L=2m，导轨平面有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，B=0.5T．质量为m=0.1kg，r=5Ω的金属棒ab由静止释放，当金属棒ab下滑高度h =3m时，速度恰好达到最大值v=2m/s．求： （1）金属棒ab在以上运动过程中机械能的减少量． （2）金属棒ab在以上运动过程中导轨下端电阻R中产生的热量．（g=10m/s2）? R θ h a b R F R B 图乙 a b c d e f 例4．左右平行金属导轨相距为L,左导轨与水平面夹30o角，右导轨与水平面夹60o角，质量均为m的导杆ab和cd，两导轨空间内部都存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，ab一侧磁感应强度为2B，cd一侧磁感应强度为B；已知两导杆与两侧导轨间动摩擦因数均为 导杆ab电阻为R，导杆cd电阻为2R，金属导轨电阻忽略不计；若同时无初速释放两导杆，发现cd沿右导轨下滑s距离时，ab杆才开始运动（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。试求： （1）此时cd杆的加速度大小； （2）在此过程中，cd杆中共产生多少焦耳热？