电磁感应规律的综合应用、自感现象 （精讲+例题+测试）

电磁感应规律的综合应用、自感现象 【学习内容】 　　电磁感应规律的综合应用、自感现象、日光灯原理 　　【重点和难点】 　　电磁感应规律的综合应用、自感现象 　　【内容简介】 　　一、电磁感应规律的综合应用 　　（1）电磁感应与运动学的结合 　　1、如图所示，金属框架与水平面成30°角，匀强磁场的磁感应强度B = 0.4T，方向垂直框架平面向上，框架宽度L = 0.5m，金属棒重为0.1N，可以在框架上无摩擦地滑动，棒与框架的总电阻为2Ω，运动时可认为不变。问： 　　⑴要棒以2m/s的速度沿斜面向上滑行，应在棒上加多大沿框架平面方向的外力？ 　　⑵当棒运动到某一位置时，外力突然消失，棒将如何运动？ 　　⑶棒匀速运动时的速度多大？ 　　⑷棒达到最大速度时，电路的电功率多大？重力的功率多大？ 　　【解析】 　　 (1) 外力F外= mg×sinα＋F安……① 　　　　　F安=BIL………………② 　　　　　I=…………………③ 　　　　　E=BLV……④, 　　　　　将 ④、③、②式带入①式可得: F外= 0.09 N　 　　(2)金属杆向上滑动的过程中，受到安培力与重力而减速，由于速度减少，安培力也减小，所以金属棒做加速度逐渐减小的变减速直线运动. 　　(3)金属棒达到最大速度时: mg×sinα=F安，……⑤　 　　　　F安，= BI，L……⑥ 　　　　I，=……⑦ 　　　　E，= BLVm……⑧, 　　　　将⑧、⑦、⑥式带入⑤式可得: Vm= 2.5 m/s.　 　　(4) 金属棒达到最大速度时,电路的电功率为P= I，×E，……⑨ 　　　　将⑧、⑦式带入⑨式,可得P = 0.125 W,　 　　　　重力的功率为PG = mg×V×cosα= 0.125 W 　　（2）电磁感应与能量的结合 　　2、如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上，两轨道之间的距离=0.50m。轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻，NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为R0=0.50m。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64 T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80m，且其右边界与NN′重合。现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界