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1、法拉第电磁感应定律与力学相结合的问题 例1:如图所示,导线框abcd固定在竖直平面 内,bc段的电阻为R,其它电阻均可忽略,ef是 一电阻可忽略的水平放置的导体杆,杆长为l, 质量为m,杆的两端分别与ab和cd保持良好接触 ,又能沿它们无摩擦地滑动整个装置放在磁 感强度为B的匀强磁场中,磁场方向与框面垂直 ,现用一恒力F竖直向上拉ef,当ef匀速上升时 ,其速度的大小为多少? 例2:电阻为R的矩形线框abcd,边长ab=L, ad=h,质量为m,自某一高度自由落下,通过一 匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域 的宽度为h,如图所示,若线框恰好以恒定速度 通过磁场,线框中产生的焦耳热是_ 例
2、3:如图,竖直平行放置的足够长的光滑 导轨,相距0.5m,电阻不计,上端接阻值为4 的电阻,下面连有一根接触良好的能自由运动 的水平导体棒,重为2N,电阻为1 ,在导体 间有与导轨平面垂直的匀强磁场,B=2T,现使 导体棒在重力作用下向下运动,求: 1.导体棒下落的最大速度; 2.导体棒两端的最大电压 3.上端电阻的最大功率RB 例3:如图,竖直平行放置的足够长的光滑 导轨,相距0.5m,电阻不计,上端接阻值为4 的电阻,下面连有一根接触良好的能自由运动 的水平导体棒,重为2N,电阻为1 ,在导体 间有与导轨平面垂直的匀强磁场,B=2T,现使 导体棒在重力作用下向下运动,求: 4.导体棒下落到
3、最大速度一半时的加速度; 5.若此时导体棒已经下落了2m, 则线框在下落过程中所产生的 热量?RB 例4:如图13-31所示,U形导体框架宽l=1m,与 水平面成=30角倾斜放置在匀强磁场中,磁感 强度B=0.2T,垂直框面向上在框架上垂直框边 放一根质量m=0.2kg、有效电阻R=0.1的导体棒 ab,从静止起沿框架无摩擦下滑,设框架电阻不 计,框边有足够长,取g=10m/s2求: (1)ab棒下滑的最大速度vmax; (2)在最大速度时,ab棒上 释放的电功率 例5:如图所示,垂直穿过的匀强磁场,磁 感强度为0.8T,导轨间距为0.5m,ab棒的电阻 为1欧,外接电阻R的阻值为3欧,不计摩
4、擦, ab棒在水平恒力F的作用下由初速为零开始运 动,R上消耗的最大功率可以达到0.75W,若导 轨足够长,求: 1) ab棒所能达到的最大速度 2)外力F的最大功率abRF 例6:如图所示,竖直光滑的金属导轨间距为1 米,导轨处于垂直穿出竖直平面的匀强磁场中, 将质量为0.2千克的金属棒放在导轨上,外接电 阻R为2欧,其余电阻不计,让ab棒无初速自由下 落,经过20米后,恰好达到最大速度,此时R上 产生的热量为14.4焦,求 1)感应电流的方向 2)ab棒下落的最大速度 3)匀强磁场的磁感应强度Rba 例7:一正方形线框边长为a,竖直进入有 边界的匀强磁场,(设线框离磁场较近)磁 场宽度为h(ah),线框在通过磁场过程中,感 应电流的方向? 比较三个过程的加速度关系 线框通过磁场过程中的能量关系 画出线框进入磁场过程中速度与时间关系 图ha