1、電磁感應力學和能量問題第1頁，共12頁，2022年，5月20日，6點50分，星期五 如圖，在水平面上有兩條平行導電導軌MN、PQ,導軌間距離為l，勻強磁場垂直于導軌所在的平面（紙面）向里，磁感應強度的大小為B，兩根金屬桿1、2擺在導軌上，與導軌垂直，它們的質量和電阻分別為m1、m2和R1 、 R2,兩桿與導軌接觸良好，與導軌間的摩擦不計，已知：桿1以初速度v0沿導軌運動； 導軌的電阻可忽略，思考1、安培力的方向？ 2、安培力做功情況？能量的轉化情況？3、它們的速度圖像？1MNPQ2v0第2頁，共12頁，2022年，5月20日，6點50分，星期五求；t時間內安培力做功？ t時間內外力做功？ t時

2、間產生的電能？ t時間消耗的電能？ t時間產生的焦耳熱？一、平衡第3頁，共12頁，2022年，5月20日，6點50分，星期五二、不平衡（1）ef在恒定外力F的作用下，由靜止開始運動，求ef的最大速度，畫出v-t草圖（2）ef質量為m，與平行軌道動摩擦因素為u仍在在恒定外力F的作用下，由靜止開始運動，求ef的最大速度。并選出功能關系正確的（ ）A、外力對ef做功等于ef的動能增加量B、ef克服安培力做功等于ef的動能增加量C、ef克服摩擦力做功等于系統產生的總熱量D、系統產生的總熱量等于ef克服安培力做功 和ef克服摩擦力做功的總和第4頁，共12頁，2022年，5月20日，6點50分，星期五2.

3、 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)從開始下滑到達到最大速度過程中產生的焦耳熱為多少？QBPCDA （5）功能關系正確的是（ ）A、金屬桿PQ克服安培力所做的功等于 金屬桿PQ的動能增加量B、金屬桿PQ克服安培力所做的功等于 金屬桿PQ的機械能減小量C、金屬桿PQ克服安培力所做的功等于 系統產生的焦耳熱D、合力對金屬桿PQ所做的

4、功等于 金屬桿PQ動能增加量第5頁，共12頁，2022年，5月20日，6點50分，星期五例3.如圖所示，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/s2）Kab第6頁，共12頁，2022年，5月20日，6點50分，星期五2如圖(甲)，MN和PQ是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導軌，已知導軌足夠長，且電阻不計ab是一根不但

5、與導軌垂直而且始終與導軌接觸良好的金屬桿開始，將開關S斷開，讓桿ab由靜止開始自由下落，過段時間后，再將S閉合，若從S閉合開始計時，則金屬桿ab的速度v隨時間t變化的圖象不可能是圖(乙)中的()第7頁，共12頁，2022年，5月20日，6點50分，星期五【例1】 (能力題)如圖(甲)所示，兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導軌間距為L，M、P兩點間接有阻值為R的電阻一根質量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上，并與導軌垂直整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向下導軌和金屬桿的電阻可忽略，讓ab桿沿導軌由靜止開始下滑，導軌和金屬桿接觸良好，不計它

6、們之間的摩擦(1)由b向a方向看到的裝置如圖(乙)所示，請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖；(2)在加速下滑過程中，當ab桿的速度大小為v時，求此時ab桿中的電流及其加速度的大小(3)求在下滑過程中，ab桿可以達到的速度最大值第8頁，共12頁，2022年，5月20日，6點50分，星期五【例2】 (14分)如圖所示，兩根相距L、平行放置的光滑導電軌道，與水平面的夾角均為，軌道間有電阻R，處于磁感應強度為B、方向豎直向上的勻強磁場中，一根質量為m、電阻為r的金屬桿ab，由靜止開始沿導電軌道下滑設下滑過程中桿ab始終與軌道保持垂直，且接觸良好，導電軌道有足夠的長度，且電阻不計(1)桿a

7、b將做什么運動？(2)若開始時就給ab沿軌道向下的拉力F使其由靜止開始向下做加速度為a的勻加速運動(agsin )求拉力F與時間t的關系式第9頁，共12頁，2022年，5月20日，6點50分，星期五【例3】 (能力題)如圖所示，兩根足夠長固定平行金屬導軌位于傾角30的斜面上，導軌上、下端各接有阻值R20 的電阻，導軌電阻忽略不計，導軌寬度L2 m，在整個導軌平面內都有垂直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度B1 T質量m0.1 kg、連入電路的電阻r10 的金屬棒ab在較高處由靜止釋放，當金屬棒ab下滑高度h3 m時，速度恰好達到最大值v2 m/s.金屬棒ab在下滑過程中始終與導軌垂直且與導軌

8、良好接觸g取10 m/s2，求：(1)金屬棒ab由靜止至下滑高度為3 m的運動過程中機械能的減少量(2)金屬棒ab由靜止至下滑高度為3 m的運動過程中導軌上端電阻R中產生的熱量第10頁，共12頁，2022年，5月20日，6點50分，星期五1如圖(甲)所示，水平光滑的金屬框架上左端連接一個電阻R，有一金屬桿在外力F的作用下沿框架向右由靜止開始做勻加速直線運動，勻強磁場方向豎直向下，軌道與金屬桿的電阻不計并接觸良好，則能反映外力F隨時間t變化規律的圖象是圖(乙)中的()2如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導軌之間接有定值電阻R，質量不能忽略的金屬棒與兩導軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導軌的電阻均不計，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時間內，力F做的功與安培力做的功的代數和等于(A棒的機械能增加量 B棒的動能增加量C棒的重力勢能增加量 D電阻R上放出的熱量第11頁，共12頁，2022年，5月20日，6點50分，星期五3(2011年海南省海口市調研測試)如圖所示，寬度L1 m的足夠長的U形金屬框架水平放置，框架處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B1 T，框架導軌上放一根質量m0.2 kg、電阻R1.0 的金屬棒ab，棒ab與導軌間的動摩擦因數0.5，現用功率恒為6 W的牽引力F使棒從靜止開始沿導軌運動(ab棒始終與導軌