电磁感应中的微元法课件.ppt

1、2021/7/261(最新整理)电磁感应中的微元法2021/7/262电磁感应中的微元法2021/7/263 如图所示，顶角=45的金属导轨MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向右滑动，导体棒的质量为m，导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r。导体棒与导轨接触点的a和b，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0时，导体棒位于顶角O处，求：（1）t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向。（2）导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式。（3）导体棒在0t时间内产生的焦耳热Q。（4）若在t0时刻将外力F

2、撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标x。2021/7/2642021/7/2652021/7/2662021/7/2672021/7/268 如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度，每一竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m，现有一边长，现有一边长l=0.2m、质量、质量m=0.1kg、电阻、电阻0.1的的 正方形线框以正方形线框以v0=7m/s的初速从左的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求侧磁

3、场边缘水平进入磁场，求（）线框边刚进入磁场时受到安培力的大小。（）线框边刚进入磁场时受到安培力的大小。（）线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的（）线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热。焦耳热。（）线框能穿过的完整条形磁场区域的个数（）线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n。2021/7/2692021/7/26102021/7/26112021/7/2612 如图所示，间距为如图所示，间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为角为，导轨光滑且电阻忽略不计场强为，导轨光滑且电阻忽略不计场强为B的条形匀强磁场方的条形匀强磁场方向与导轨平

4、面垂直，磁场区域的宽度为向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d1，间距为，间距为d2两根质两根质量均为量均为m、有效电阻均为、有效电阻均为R的导体棒的导体棒a和和b放在导轨上，并与导轨放在导轨上，并与导轨垂直（设重力加速度为垂直（设重力加速度为g）若若a进入第进入第2个磁场区域时，个磁场区域时，b以与以与a同样的速度进入第同样的速度进入第1个磁场个磁场区域，求区域，求b穿过第穿过第1个磁场区域过程中增加的动能个磁场区域过程中增加的动能Ek；若若a进入第进入第2个磁场区域时，个磁场区域时，b恰好离开第恰好离开第1个磁场区域；此后个磁场区域；此后a离开第离开第2个磁场区域时，个磁场区域时，b 又恰好

5、进入第又恰好进入第2个磁场区域且个磁场区域且ab在在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相等求任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相等求b穿过第穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热Q；对于第对于第问所述的运动情况，求问所述的运动情况，求a穿出第穿出第k个磁场区域时的速率个磁场区域时的速率v2021/7/26132021/7/26142021/7/26152021/7/2616 如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上，导如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上，导轨间距为轨间距为L、足够长且电阻忽略不计，导轨平

6、面的倾角为、足够长且电阻忽略不计，导轨平面的倾角为 。条。条形匀强磁场的宽度为形匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为，磁感应强度大小为B、方向与导轨平面、方向与导轨平面垂直，长度为垂直，长度为2d 的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成一起组成“”型装置。总质量为型装置。总质量为 m ，置于导轨上。导体棒中，置于导轨上。导体棒中通以大小恒为通以大小恒为I的电流（由外接恒流源产生，图中未画出）。线的电流（由外接恒流源产生，图中未画出）。线框的边长为框的边长为d（dL），电阻为），电阻为R，下边与磁场区域上边界重合。，下边与磁场区域上边界重合。将装

7、置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回。将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回。导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速度为导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速度为g。求：。求：1装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q；2线框第一次穿越磁场区域所需的时间线框第一次穿越磁场区域所需的时间 t1；3经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离 xm。2021/7/26172021/7/26182021/7/26192021/7/26202021/7/26212021/7/2622