动力学在电磁感应中的复习策略

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所属分类:高三物理

导体棒在切割磁场产生感应电流同时,导体棒本身也受到安培力作用,从而影响了速度的变化。在这过程中,涉及到速度、电流、安培力以及加速度等物理量间制约关系。所以,动力学在高考物理电磁感应复习中也是一个重要考点。

复习策略

1、特别要注意分析导体棒在磁场中受到安培力一般是阻力,而且通常是变力。

2高中物理涉及到电磁感应中导体棒的运动性质通常包括三种情形:匀速直线运动、加速度变小的减速直线运动、加速度变小的加速运动。重点是要结合导体棒的受力来分析棒的运动性质。

经典例题

1、如图所示,MNPQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨,已知导轨足够长,且电阻不计.有一垂直导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,宽度为Lab是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆.开始,将开关S断开,让ab由静止开始自由下落,过段时间后,再将S闭合,若从S闭合开始计时,则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是(    )

动力学在电磁感应中的复习策略

答案:ACD

解析:下落一段时间才闭合开关s,导体棒切割磁场产生感应电流,导体棒受重力和安培力作用。如果速度够大,有可能出现F=mg,故棒将做匀速运动,A可能正确。

也有可能安培力F<mg,则接下来导体棒的加速度a=(mg-F)/m,而F=B2L2v/R,显然棒将做加速度减小但速度增大的变速运动,则C正确。

也有可能安培力F>mg,则a=(F-mg)/m,而F=B2L2v/R,显然棒将做加速度减小但速度减小的变速运动,则D正确。

综上所述ACD都可能正确。

2(多选)如图所示,足够长的光滑3/4矩形金属导体框竖直放置,除电阻R外其余部分阻值不计.质量为m的金属棒MN与框架接触良好.磁感应强度分别为B1B2的有界匀强磁场方向相反,但均垂直于框架平面,分别处在abcdcdef区域.现从图示位置由静止释放金属棒MN,当金属棒进入磁场B1区域后,恰好做匀速运动.以下说法中正确的有(  )

动力学在电磁感应中的复习策略

A.若B2B1,金属棒进入B2区域后仍保持匀速下滑

B.若B2B1,金属棒进入B2区域后将加速下滑

C.若B2<B1,金属棒进入B2区域后先加速后匀速下滑

D.若B2>B1,金属棒进入B2区域后先减速后匀速下滑

答案 ACD

解析:导体棒到达B1时匀速运动,说明棒所受的安培力F与重力等值反向,即:B12L2v/R=mg。如果B2=B1,则进入B2区域后仍保持匀速,A正确,B错误。

如果B2<B1,则刚进入B2瞬间B22L2v/R<mg,则棒加速度向下,必做加速运动,此时v又在增加,并且增加到一定程度将出现安培力增大到与重力大小相等,即B22L2v/R=mg,故导体棒又做匀速运动,故C正确。

如果B2>B1,则刚进入B2瞬间B22L2v/R>mg,则棒加速度向上,必做减速运动,此时v又在减小,当v减小到一定程度后安培力又可以等于重力,因此导体棒又可以做匀速运动,故D正确。

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