电磁感应单棒模型课件.ppt

1、电磁感应中的动力学和能量问题 单棒模型 电磁感应中的导轨问题 能量转化 运动情况分析 动力学观点 动量观点 能量观点 牛顿定律 平衡条件 动量定理 动量守恒 功能关系 能量守恒 电学问题 力学问题 tnE?BlvE?rREI?楞次定律、右手定则 maF?合21222121mvmvW?合能量守恒 BIlF?安电动式 发电式 阻尼式 v0 F 一、单棒模型 运动特点 功能关系 放电式 无外力充电式 F v0 有外力充电式 l F R a b 例1：定值电阻R，导体棒ab电阻r，水平光滑导轨间距 l，匀强磁场磁感应强度为B，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用。r B 1、试分析ab

2、棒的运动情况？marRvlBFFF?22安加速度a减小的加速运动 发电式单棒 F R a b r 2、若ab向右运动位移为x时，速度达到最大值，这一过程中通过回路某一横截面的电量为多少？R上 产生的焦耳热又为多少？rRRlBrRm FFxQR?44222)(442222)(,21lBrRmFFxQmvQFxm?热热发电式单棒发电式单棒 tEtrREtIq?又,rRBlxrRq?3、其他条件不变，ab棒质量为m，开始时静止，当受到一水平向右拉力的作用，若拉力的功率 P保持不变，则：、ab将如何运动？、ab的最大速度是多少？这时 ab两端的电压为多少？marRvlBvPFF?22安F减小，F安增加

3、，做加速度a减小的加速运动 BlrRPvlrRBlvBvPmmm)(,?rRPRUba?v R a b r F、若ab向右运动时间为t时，速度达到最大值，这一过程中回路产生的焦耳热为多少，电阻R产生的焦耳热又为多少？222)(lBrRmPPtQ?热rRRlBrRmPPtQR?222)(v R a b r F 221mmvWPt?克安克安热W?Q5几种变化(3)拉力变化(4)导轨面变化（竖直或倾斜）(1)电路变化(2)磁场方向变化 F B?加沿斜面恒力 通过定滑轮挂一重物 F B F 若匀加速拉杆则F大小恒定吗？加一开关 N M 发电式单棒发电式单棒 K a b 例、若从金属导体 ab从静止下落

4、，磁场区域足够大，经过一段时间接通电键 K。ab棒以后的运动情况有几种可能？试用v-t图象描述。解 析：因为导体棒ab自由下落的时间t没有确定，所以电键K闭合瞬间ab的速度无法确定，使得ab棒受到的瞬时安培力F与G大小无法比较，因此存在以下可能：（1）若安培力F G：则ab棒先做变减速运动，再做匀速直线运动（3）若安培力F=G：则ab棒始终做匀速直线运动 K a b mg F 例1：定值电阻R，导体棒ab 质量为m，电阻r，水平光滑导轨间距 l，匀强磁场磁感应强度为 B。给棒一瞬时冲量，使棒以初速度 V0水平冲出。b v0 R a r 1、阻尼式单棒、阻尼式单棒(热身训练）（1）试分析棒的运动

5、情况 （2）若已知了棒整个过程中的位移x,还能得出那些物理量？例、如图所示，竖直平面内的平行导轨，间距l=20cm，金属导体ab可以在导轨上无摩檫的向下滑动，金属导体ab的质量 为0.2 g，电阻为0.4，导轨电阻不计，水平方向的匀强磁场的磁感应强度为0.1T，当金属导体ab从静止自由下落0.8s时，突然接通电键K。（设导轨足够长，g取10m/s2）求：（1）电键K接通前后，金属导体ab的运动情况（2）金属导体ab棒的最大速度和最终速度的大小。K a b Vm=8m/s V终=2m/s 若从金属导体ab从静止下落到接通电键K的时间间隔为t,ab棒以后的运动情况有几种可能？试用v-t图象描述。mg F F 3稳定后的力学规律与能量转化规律 rRBlvFvmm?2)(lRrBlvBFFm?安外受力平衡 功率平衡