内容正文:
中物理
人教版 物理(高中)
(高二 下)
第四章 电磁感应
综合复习(三)
电磁感应中的动力学与能量问题
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一、电磁感应现象中的动力学问题
1.安培力的大小
2.安培力的方向
(1)先用 右手定则 判定感应电流方向,再用 左手定则 判定安培力方向。
(2)根据楞次定律,安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向 相反 。
必备知识
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二、电磁感应现象中的能量问题
1.能量的转化
感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力 做功 ,将机械能转化为 电能 ,电流做功再将电能转化为 内能或其他形式的能 。
2.实质
电磁感应现象的能量转化,实质是其他形式的能和 电能 之间的转化。
必备知识
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3.电磁感应现象中能量的三种计算方法
必备知识
命题点一 电磁感应中的动力学问题
1.题型简述
感应电流在磁场中受到安培力的作用,因此电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起.解决这类问题需要综合应用电磁感应规律(法拉第电磁感应定律、楞次定律)及力学中的有关规律(共点力的平衡条件、牛顿运动定律、动能定理等).
状态 特征 处理方法
平衡态 加速度为零 根据平衡条件列式分析
非平衡态 加速度不为零 根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析
2.两种状态及处理方法
3.力学对象和电学对象的相互关系
4.动态分析的基本思路
解决这类问题的关键是通过运动状态的分析,寻找过程中的临界状态,如速度、加速度最大值或最小值的条件.具体思路如下:
例1.(2016·全国卷Ⅰ)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连。两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g。已知金属棒ab匀速下滑。求:
(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;
(2)金属棒运动速度的大小。
解析:(1)设导线的张力的大小为FT,右斜面对ab棒的支持力的大小为FN1,作用在ab棒上的安培力的大小为F,左斜面对cd棒的支持力大小为FN2。对于ab棒,由力的平衡条件得2m