内容正文:
第二章 电磁感应
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专题三 电磁感应中的动力学及能量问题
[学业要求与核心素养]
1.掌握电磁感应中动力学问题的分析方法。
2.理解电磁感应过程中能量的转化情况,能用能量的观点分析和解决电磁感应问题。
一、电磁感应中的动力学问题
由于通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,因此电磁感应问题往往和力学问题综合在一起。
1.理解电磁感应问题中的两个研究对象及其之间的相互制约关系。
图Ⅲ-1
2.电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的力学问题时,关键是做好受力情况和运动情况的动态分析:
图Ⅲ-2
3.解决电磁感应现象中的力学问题的思路
(1)对电学对象要画好必要的等效电路图。
(2)对力学对象要画好必要的受力分析图和过程示意图。
(3)电磁感应中切割磁感线的导体要运动,产生的感应电流又要受到安培力的作用。在安培力作用下,导体的运动状态发生变化,这就可能需要应用牛顿运动定律。
4.解决电磁感应现象中的力学问题的基本步骤
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;
(2)求回路中的电流;
(3)分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向);
(4)列动力学方程或平衡方程求解。
[例1] 如图Ⅲ-3所示,两根足够长的平行金属导轨间距l=0.50 m,