导轨滑杆问题学案

-1-导轨滑杆问题运动过程分析：过程中涉及到的公式：速度图像例题1：如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直于水平金属平面，轨道间距L=0.2m，当加一水平拉力F=0.2N时导体棒从静止开始运动，已知电阻R=4Ω，其余电阻和一切摩擦不计，求：（1）导体棒ab在运动过程中，产生的感应电流的方向和ab棒受到的感应安培力的方向（在图中标出）（2）求导体棒ab做匀速运动的速度大小；（3）当速度是3m/s时，ab感应电动势和感应电流的大小各是多少?并求出ab棒的加速度？（已知导体棒m=0.2kg）（4）画出导体棒在运动过程中的速度图像。FRtv0-2-例题2：1、光滑的U形导轨，竖直放置在垂直于纸面向里的匀强磁场中，已知导轨宽L=0.5m，磁感应强度B=1T。有阻值为0.5Ω的导体棒AB紧挨导轨，导体棒AB的质量为0.1kg，沿着导轨由静止开始下落，如图所示，设串联在导轨中的电阻R阻值为2Ω，其他部分的电阻及接触电阻均不计。求：(1)导体棒AB在下落过程中，产生的感应电流的方向和AB棒受到的磁场力的方向；(2)当导体棒AB的速度为5m/s(设并未达到最大速度)时，其感应电动势和感应电流的大小各是多少?并求出AB棒的加速度？（3）导体棒AB达到最大速度是多少?（g=10m/s2）（4）画出导体棒在运动过程中的速度图像。-3-作业：1、在磁感应强度B为0.4T的匀强磁场中，让长为0.2m的导体棒ab在金属框上以6m/s的速度向右匀速移动，如图所示。此时产生的感应电动势大小为________V。如果R1=6Ω，R2=3Ω，导体棒ab的电阻为0.1Ω，其余部分电阻不计。则通过导体棒ab的电流大小为________A。ab两点间的电压V。导体棒ab向右匀速运动所受外力N。2、如图所示，导线框abcd固定在竖直平面内，dc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ad和bc保持良好接触，又能沿它们无摩擦滑动，整个装置放在磁感应强度为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？-4-3、如图所示，足够长的金属导轨竖直放置在匀强磁场中，导体棒ab可以在导轨上无摩擦的滑动。已知匀强磁场的磁感应强度B=0.4T，轨道间距L=0.1m，导体棒ab的质量m=20g、电阻r=1.0，电阻R=3.0，其他电阻不计。求：(1)导体棒ab由静止释放后，ab中的电流方向？ab受到的安培力的方向(2)导体棒ab下滑的最大速度多大？(3)画出导体棒在运动过程中的速度图像。(4)导体棒ab下滑达到最大速度后，棒重力的功率、棒克服安培力做功的功率、电阻R消耗的功率和电阻r消耗的功率各为多大？（g=10m/s2）