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    力学与电磁磁应的综合应用 解决这类问题一般分两条途径:一是注意导体或运动电荷在磁场中的受力情况分析和运动状态分析;二是从动量和功能方面分析,由有关的规律进行求解 [例9]如图所示.闭合金属环从高h的曲面滚下.又沿曲面的另一侧上升.整个装置处在磁场中.设闭合环初速为零.摩擦不计.则 A．若是匀强磁场.环滚的高度小于h B．若是匀强磁场.环滚的高度等于h C.若是非匀强磁场.环滚的高度小于h. D.若是非匀强磁场.环滚的高度大于h. 解析:若是匀强磁场.当闭合金属环从高h的曲面滚下时.无电磁感应现象产生．根据机械能守恒.环滚的高度等于h,若是非匀强磁场.当闭合金属环从高h的曲面滚下时.有电磁感应现象产生.而产生电磁感应的原因是环的运动.所以电磁感应现象所产生的结果是阻碍环的运动.所以环上升的高度小于h.故本题正确答案为B.C [例10]如图所示.光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连.水平轨道上方有足够长的光滑绝缘杆MN.上挂一光滑铝环A,在弧形轨道上高为h的地方无初速度释放磁铁B.B下滑至水平轨道时恰好沿A的中心轴线运动.设A,B的质量为MA.MB.求A获得的最大速度和全过程中A获得的电能．(忽略B沿弧形轨道下滑时环A中产生的感应电流) 解析:由B下落时只有重力做功可求得B滑至水平轨道的速度值,B沿A环轴线运动时,A内产生感应电流.与B产生相互作用.进入时相互排斥.故vB减小.vA增大.B的中点过A环后.AB相互吸引.vB仍减小.vA增大,当两者相对静止时.相互作用消失.此时vA=vB,A其有最大速度．全过程能量守恒,B初态的重力势能转化为AB的动能和A获得的电能． 设B滑至水平轨道的速度为V1.由于B的机械能守恒.有MBgh=½MB V12 所以 设AB最后的共同速度为V2.由于轨道铝环和杆均光滑.对系统有: MBv1=(MA+MB)v2 所以 V2即为所求的A获得的最大速度．又根据能量守恒有:MBgh=½(MA+MB)v22+E电 所以 [例11].竖直放置的U形导轨宽为L.上端串有电阻R.磁感应强度为B的匀强磁场方向向外.金属棒ab质量为m.与导轨接触良好.不计摩擦.从静止释放后保持水平而下滑.求其下滑的最大速度. 分析:释放后.随着速度的增大.感应电动势E.感应电流I.安培力F都随之增大.当F=mg时.加速度变为零.达到最大速度.. *注意该过程中的能量转化:重力做功的过程是重力势能向其他能转化的过程,安培力做功的过程是机械能向电能转化的过程,然后电流做功的过程是电能向内能转化的过程.稳定后重力的功率等于电功率也等于热功率. *如果在该图上端电阻右边安一只电键.让ab下落一段距离后再闭合电键.那么闭合电键后ab的运动情况如何?(无论何时闭合电键.ab可能先加速后匀速.也可能先减速后匀速.但最终稳定后的速度都一样). [例12]如图所示.质量为100 g的铝环.用细线悬挂起来.环中央距地面h为0. 8 m.有一质量200 g的磁铁以10 m/s的水平速度射入并穿过铝环.落在距铝环原位置水平距离3.6 m处.则在磁铁与铝环发生相互作用时: (1)铝环向哪边偏斜?它能上升多高? (2)在磁铁穿过铝环的整个过程中.环中产生了多少电能? 解析:(1)环向右偏斜.令铝环质量m1 = 0. 1 kg, 磁铁质量m2=0. 2 kg 磁铁做平抛运动;s = 3. 6＝vt,又,v＝9 m/s 又:磁铁与铝环作用时水平方向的动量守恒m2v0=m2v+m1v1,v1=2 rn/s 则:环:m1gH＝½m1v12; (2)环中产生的电能为系统的机械能损失:E电＝△E＝½m2v02一½m2v2一½m1v12=1.7(J) 试题展示 【查看更多】

     

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