電磁感應(yīng)的綜合問題

1、一一電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題2解決這類電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，一方面要考慮電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、左手定則、右手定則、安培力的計(jì)算公式等；另一方面還要考慮力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、能量守恒定律等，要將電磁學(xué)和力學(xué)的知識(shí)綜合起來應(yīng)用1電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，在磁場中將受到安培力的作用，因此，電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)系在一起【例1】如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成q=37角，下端連接阻值為R的電阻勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與

2、導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25.(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大?。?2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大小；(3)在上問中，若R=2，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向 ( g = 1 0 m / s2， s i n 3 7 = 0 . 6 ，cos37=0.8)【評(píng)析】(1)金屬棒開始下滑時(shí)的初速度為零，根據(jù)牛頓第二定律mgsinq-f=ma f=N N=mgcosq 聯(lián)立得a=g(sinq-cosq) 代入已知條件得a=10(0.6-0.250.8)m/s2=4m/s2.(2)設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，

3、速度為v，所受安培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡mg(sinq-cosq)-F=0 此時(shí)金屬棒克服安培力做功的功率P等于電路中電阻R消耗的電功率P=Fv 由兩式解得v= = =10m/s(3)設(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌間金屬棒的長為L，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為BE=BLv I= P=I2R 由式解得B= = T=0.4T 方向垂直導(dǎo)軌平面向上PFPmg sincosqqERPRvL8210 1【評(píng)析】此類問題的解題思路和方法為：應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向；應(yīng)用閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流；對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行正確的受力分析；應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解其中特別要注意導(dǎo)體棒受安培力作用，使導(dǎo)體棒受力情況發(fā)生變化，進(jìn)而使導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，引起一系列的動(dòng)態(tài)變化，最終出現(xiàn)一種新的穩(wěn)定狀態(tài)收尾速度4兩種狀態(tài)處理導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不等于零處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，或結(jié)合功能關(guān)系分析5解決這類問題的一般思路是：根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電流安培力合力加速度速