电磁感应系列-导轨问题 课件

这是一份电磁感应系列-导轨问题 课件，共42页。PPT课件主要包含了电磁感应中的导轨问题，受力情况分析，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，动量守恒等内容，欢迎下载使用。
杆1做a渐小的加速运动
杆2做a渐小的减速运动
杆1做a渐小的减速运动
杆2做a渐小的加速运动
无外力 不等距式
有外力 不等距式
杆2做a渐大的加速运动
a1≠a2a1、a2恒定
杆1做a渐大的加速运动
安培力为阻力，并随速度减小而减小。
加速度随速度减小而减小
(2)磁场方向不沿竖直方向
练习：AB杆受一冲量作用后以初速度 v0=4m/s，沿水平面内的固定轨道运动，经一段时间后而停止。AB的质量为m=5g，导轨宽为L=0.4m，电阻为R=2Ω，其余的电阻不计，磁感强度B=0.5T，棒和导轨间的动摩擦因数为μ=0.4，测得杆从运动到停止的过程中通过导线的电量q=10－2C，求：上述过程中 (g取10m/s2)(1)AB杆运动的距离；(2)AB杆运动的时间；(3)当杆速度为2m/s时其 加速度为多大？
导体为电动棒，运动后产生反电动势（等效于电机）。
安培力为运动动力，并随速度增大而减小。
加速度随速度增大而减小
v=0时,E反=0,电流、加速度最大
稳定时，速度最大，电流最小
7．稳定后的能量转化规律
8．起动过程中的三个规律
练习：如图所示，水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L=0.1m，电源的电动势E＝10V，内阻r=0.1Ω，金属杆EF的质量为m=1kg，其有效电阻为R=0.4Ω，其与导轨间的动摩擦因素为μ＝0.1，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T，现在闭合开关，求：（1）闭合开关瞬间，金属杆的加速度；（2）金属杆所能达到的最大速度；（3）当其速度为v=20m/s时杆的加速度为多大？（忽略其它一切电阻，g=10m/s2）
导体棒相当于电源，当速度为v时，电动势E＝Blv
安培力为阻力，并随速度增大而增大
(1) v=0时,有最大加速度：
(2) a=0时,有最大速度：
(4) 导轨面变化（竖直或倾斜）
若匀加速拉杆则F大小恒定吗？
电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动。
电容器放电时，导体棒在安培力作用下开始运动，同时产生阻碍放电的反电动势，导致电流减小，直至电流为零，此时UC=Blv
a渐小的加速运动，最终做匀速运动。
但此时电容器带电量不为零
6．达最大速度过程中的两个关系
安培力对导体棒的冲量：
安培力对导体棒做的功：
易错点：认为电容器最终带电量为零
(2)光滑但磁场与导轨不垂直
导体棒相当于电源;电容器被充电.
a渐小的减速运动，最终做匀速运动。
当Blv=UC时，I=0， F安=0，棒匀速运动。
最终导体棒的感应电动势等于电容两端电压：
导体棒为发电棒；电容器被充电。
导体棒受到的安培力为：
导体棒加速度可表示为：
回路中的电流可表示为：
(1)导体棒做初速度为零匀加速运动：
(2)回路中的电流恒定：
(3)导体棒受安培力恒定：
(4)导体棒克服安培力做的功等于电容器储存的电能：
(2)恒力的提供方式不同
如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求: (1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。
棒2相当于电源;棒1受安培力而加速起动,运动后产生反电动势.
随着棒2的减速、棒1的加速，两棒的相对速度v2-v1变小，回路中电流也变小。
两棒的相对速度变小,感应电流变小,安培力变小.
棒1做加速度变小的加速运动
棒2做加速度变小的减速运动
两棒受到安培力大小相等方向相反,系统合外力为零,系统动量守恒.
系统机械能的减小量等于内能的增加量.（类似于完全非弹性碰撞）
(1)初速度的提供方式不同
(2)磁场方向与导轨不垂直
(4)两棒位于不同磁场中
棒1相当于电源;棒2受安培力而起动,运动后产生反电动势.
随着棒1的减速、棒2的加速，回路中电流变小。
最终当Bl1v1= Bl2v2时,电流为零,两棒都做匀速运动
棒1加速度变小的减速,最终匀速;
棒2加速度变小的加速,最终匀速.
任一时刻两棒中电流相同，两棒受到的安培力大小之比为：
整个过程中两棒所受安培力冲量大小之比
8．流过某一截面的电量
(2)两棒位于不同磁场中
棒2相当于电源;棒1受安培力而起动.
最初阶段，a2>a1,
(1)两棒都受外力作用
(2)外力提供方式变化
某时刻两棒速度分别为v1、 v2 加速度分别为a1、a2
经极短时间t后其速度分别为：