导线切割磁感线运动解读课件

在匀强磁场中，金属棒沿“U”型框架或平行导轨运动的问题，要涉及磁场对电流的作用，法拉第电磁感应定律，含源电流的计算等电学知识；要依据物体的受力性质对速度和加速度的动态变化运行分析；还要对能量转化和能量守恒有深刻的理解，有些问题还涉及动量是否守恒的判断。例例1 如图所示，在竖直向下的磁感强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，导轨和金属棒 的电阻及它们间的摩擦均 不计，若用恒力F沿水平 向右拉棒运动。求金属棒 的最大速度？分析思路导体运动感应电动势安培力感应电流阻碍闭合电路导体在磁场中电磁感应 例例2足够长且竖直放置的光滑轨道上水平架一个质量m、长为L的金属棒ab，除电阻R外其余各处电阻均可忽略，如图，ab由静止下滑并始终保持与轨道良好接触，（1）分析ab棒下滑过程中，加速度如何变化？（2）下滑过程的最大速度？（3）电路的最大消耗功率？（4）若ab从下滑到具有最大速度 的过程下落高度为h，那么 通过ab的电量？（5）若ab长为0.5m，B=1T，m=0.1kg，R=1，ab从下滑到具有最大速度 的过程中，通过ab的电量为 2C，求此过程中电路消 耗的电能？（g=10m/s2)abRB小结小结（1）受力分析：）受力分析：导体受力运动产生感应电动势导体受力运动产生感应电动势感应电流感应电流导体受安导体受安培力培力合外力变化合外力变化加速度变化加速度变化速度变化速度变化感应电动感应电动势变化势变化动态变化过程结束时，加速度为零，导体达动态变化过程结束时，加速度为零，导体达到稳定状态到稳定状态.（2）运动分析：）运动分析：一般在动态变化过程中，导体做加速度不断减小的变一般在动态变化过程中，导体做加速度不断减小的变加速运动，动态变化过程结束后，导体做匀速运动加速运动，动态变化过程结束后，导体做匀速运动.（3）能量分析：）能量分析：在动态变化过程中，其他形式的能转化为导体的动能在动态变化过程中，其他形式的能转化为导体的动能和回路的电能；动态变化过程结束后，导体的动能不变，和回路的电能；动态变化过程结束后，导体的动能不变，其他形式的能转化为回路的电能其他形式的能转化为回路的电能.例例3 如图所示，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。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。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？练习：如图所示，匀强磁场B=0.1T，金属棒AB长0.4m，与框架宽度相同，电阻为1/3，框架电阻不计，电阻R1=2，R2=1，当金属棒以5m/s的速度匀速向左运动时，求：（1）流过金属棒的感应电流多大？（2）若图中电容器C为0.3F，则充电量多少？练习：如图所示，平行金属导轨的电阻不计，ab、cd的电阻均为R，长为l，另外的电阻阻值为R，整个装置放在磁感强度为B的匀强磁场中，当ab、cd以速率v向右运动时，通过R的电流强度为多少？