2021年度法拉专题教育课件讲义.ppt

磁通量 变化
感应电流
感应电动势
右手定则
楞次定律
等效电源
等效电路
求电流I
求安培力F
力与运动
功能关系
受力示意图
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法拉专题教育课件
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例1：定值电阻R，导体棒ab电阻r，水平光滑导轨间距 l ，匀强磁场磁感应强度为B，当棒ab以速度v向右匀速运动时：
产生电动势
回路电流
ab两端电压
电流的总功率
ab棒消耗的电功率
问题1：
v
R
a
b
r
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v
R
a
b
例1：定值电阻R，导体棒ab电阻r，水平光滑导轨间距 l ，匀强磁场磁感应强度为B，当棒ab以速度v向右匀速运动时：
问题2：棒ab受到的安培力为多大；要使棒ab匀速运动，要施加多大的外力，方向如何？
问题3：整个回路中消耗的电能从哪里转化来的，它们之间有什么样的关系？
外力F对棒ab做功
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l
F
R
a
b
例2：其他条件不变，ab棒质量为m，开始静止，当受到一个向右恒力F的作用，则：
r
B
问1：ab将如何运动？
问2：ab的最大速度是多少？这时ab两端的电压为多少？
加速度a减小的加速运动
问3：ab的速度达到最大值前，外力做功功率与回路的电功率有什么样的关系？
P外﹥P电，W外=Q热+△EK
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F
R
a
b
r
例3：其他条件不变，ab棒质量为m，开始时静止，当受到一水平向右拉力的作用，若拉力的功率P保持不变，则：
问1：ab将如何运动？
问2：ab的最大速度是多少？这时ab两端的电压为多少？
F减小，F安增加，做加速度a减小的加速运动
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方法小结：
1、受力分析：必要时画出相应的平面图。
受力平衡时，速度最大。
2、电路问题：画出等效电路图，产生感应电动势的导体相当于电源，其电阻为内阻。
3、能量问题：安培力做负功，其它能转化为电能。
P安（=F安V）=P电（=EI）
4、解题方法：动能定理、能量守恒定律或功能关系
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例4：如图所示， B＝ 与导轨垂直向上，导轨宽度L＝1m，α＝300，电阻可忽略不计，导体棒ab质量为m＝，其电阻R＝，跨放在U形框架上，并能无摩擦的滑动，求：
（1）导体下滑的最大速度vm。
（2）在最大速度vm时，ab上消耗的电功率Pm
300
B
mg
F
FN
a
b
B
300
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例4：如图所示， B＝ 与导轨垂直向上，导轨宽度L＝1m，α＝300，电阻可忽略不计，导体棒ab质量为m＝，其电阻R＝，跨放在U形框架上，并能无摩擦的滑动，求：
（1）导体下滑的最大速度vm。
300
B
mg
F
FN
解：（1）导体下滑的最大速度vm
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例4：如图所示， B＝ 与导轨垂直向上，导轨宽度L＝1m，α＝300，电阻可忽略不计，导体棒ab质量为m＝，其电阻R＝，跨放在U形框架上，并能无摩擦的滑动，求：
（2）在最大速度vm后，ab上消耗的电功率Pm
解：（2）导体棒达最大速度vm后
300
B
mg
F
FN
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例5．如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间 OO1O1‘O’ 矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场上边边界相距d0．现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平，导轨电阻不计),求：
（1）棒ab在离开磁场下边界时
的速度;
（2）棒ab在通过磁场区的过程
中产生的焦耳热；
R
P
M
a
b
d0
d
O'
B
Q
N
O1'
O1
O
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