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1、第十二章: 电 磁 感 应,第3讲 法拉第电磁感应定律的应用,典型例题剖析04,适时仿真训练09,目 录,典型例题剖析,(1)线圈进入磁场过程中产生的是电热Q; (2)线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v; (3)线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a.,解析 (1)由题意知:线框下边缘进磁场时,线框便开始减速,由于线圈完全处于磁场中时不产生电热,所以线,例3 如图所示,水平的平行虚线间距为d=50 cm,其间有B=1.0 T的匀强磁场.一个正方形线圈边长为l=10 cm,线圈质量m=100 g,电阻为R=0.020 .开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm.将线圈由静止释放,
2、其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.取g=10 m/s2,求:,典型例题剖析,圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热,而2、4位置动能相同,由能量守恒得:Q=mgd=0.50 J (2)3位置时线圈速度一定最小,而3到4线圈在重力作用下做匀加速直线运动,有: 得 (3)2到3是减速过程,因此安培力 减小, 由Fmg=ma知:加速度减小,到3位置时加速度最小,a=4.1 m/s2,答案 (1)0.50 J (2) m/s (3)4.1 m/s2,典型例题剖析,例4 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
3、和cd,构成矩形回路,如图所示.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时,cd棒的加速度是多少?,典型例题剖析,解析 ab棒向cd棒运动时,两棒和导轨构成的回路面积变小,磁通量发生变化,于是产生感应电流.ab棒受到与运动方向相反的安培力作用做减速运动,cd棒则在安培力作用下做加速运动.在ab棒的速度大于cd棒的速度时,回路总
4、有感应电流,ab棒继续减速,cd棒继续加速.两棒速度达到相同后,回路面积保持不变,磁通量不变化,不产生感应电流,两棒以相同的速度v做匀速运动. (1)从初始至两棒达到速度相同的过程中,两棒总动量守恒,有 mv0=2mv. 根据能量守恒,整个过程中产生的总热量为:,典型例题剖析,答案,(2)设ab棒的速度变为初速度的 时,cd棒的速度为v,则由动量守恒有: 此时,回路中的感应电动势和感应电流分别为: 此时,cd棒所受的安培力为:F=IBl. cd棒的加速度为: 由以上各式解得,2.答案,适时仿真训练,1.答案 C,3.答案 (1)30 0.5 m (2)0.5 T (3)0.75 N 2m/s,