1、電磁感應和力學規律的綜合應用第一頁，編輯于星期五：十一點 六分。 電磁感應中產生的感應電流在磁場中將受到安培力的作用，因此，電磁感應問題往往跟力學問題聯系在一起，解決這類電磁感應中的力學問題，不僅要應用電磁學中的有關規律，如楞次定律、法拉第電磁感應定律、左右手定那么、安培力的計算公式等，還要應用力學中的有關規律，如牛頓運動定律、動量定理、動能定理、動量守恒定律、機械能守恒定律等。要將電磁學和力學的知識綜合起來應用。 由于安培力和導體中的電流、運動速度均有關， 所以對磁場中運動導體進行動態分析十分必要。第二頁，編輯于星期五：十一點 六分。收尾速度問題動態分析(1)受力情況分析(安培力是一個變力)

2、(2) 運動情況的分析第三頁，編輯于星期五：十一點 六分。 例1. 在磁感應強度為B的水平均強磁場中，豎直放置一個冂形金屬框ABCD，框面垂直于磁場，寬度BCL ，質量m的金屬桿PQ用光滑金屬套連接在框架AB和CD上如圖.金屬桿PQ電阻為R，當桿自靜止開始沿框架下滑時：(1)開始下滑的加速度為 多少?(2)框內感應電流的方向怎樣？(3)金屬桿下滑的最大速度是多少?(4)從開始下滑到到達最大速度過程中重力勢能轉化為什么能量QBPCDA解:開始PQ受力為mg, mg所以 a=gPQ向下加速運動,產生感應電流,方向順時針,受到向上的磁場力F作用。IF達最大速度時, F=BIL=B2 L2 vm /R

3、 =mgvm=mgR / B2 L2 由能量守恒定律,重力做功減小的重力勢能轉化為使PQ加速增大的動能和熱能 第四頁，編輯于星期五：十一點 六分。 如以下圖,AB、CD是兩根足夠長的固定平行金屬導軌,兩導軌間的距離為L,導軌平面與水平面的夾角是.在整個導軌平面內都有垂直于導軌平面斜向上方的勻強磁場,磁感應強度為B.在導軌的AC端連接一個阻值為R的電阻.一根垂直于導軌放置的金屬棒ab,質量為m,從靜止開始沿導軌下滑,求ab棒的最大速度. 要求畫出ab棒的受力圖.ab與導軌間的滑動摩擦系數,導軌和金屬棒的電阻都不計. RCABDba例2高考題 第五頁，編輯于星期五：十一點 六分。解：畫出ab棒的截

4、面受力圖：a BN fmgN=mgcos f=N= mgcos 開始時，ab在mg 和f 的作用下加速運動，v 增大，切割磁感應線產生感應電流I，感應電流I又受到磁場的作用力F， F合力減小，加速度a 減小，速度v 增大，I 和 F 增大當 F+f=mgsin時ab棒以最大速度v m 做勻速運動F=BIL=B2 L2 vm /R = mgsin- mgcosvm= mg (sin- cos)R/ B2 L2 第六頁，編輯于星期五：十一點 六分。例3.如以下圖，豎直平行導軌間距l=20cm，導軌頂端接有一電鍵K。導體棒ab與導軌接觸良好且無摩擦，ab的電阻R=0.4，質量m=10g，導軌的電阻不

5、計，整個裝置處在與軌道平面垂直的勻強磁場中，磁感強度B=1T。當ab棒由靜止釋放0.8s 后，突然接通電鍵，不計空氣阻力，設導軌足夠長。求ab棒的最大速度和最終速度的大小。g取10m/s2Kab第七頁，編輯于星期五：十一點 六分。解:ab 棒由靜止開始自由下落0.8s時速度大小為v=gt=8m/s那么閉合K瞬間，導體棒中產生的感應電流大小IBlv/R=4Aab棒受重力mg=0.1N, 安培力F=BIL=0.8N.因為Fmg，ab棒加速度向上，開始做減速運動，產生的感應電流和受到的安培力逐漸減小，當安培力 F=mg時，開始做勻速直線運動。此時滿足B2l2 vm /R =mg解得最終速度，vm = mg