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电磁感应

来源:德智教育 日期:2018-02-28 声音播放

电磁感应类力电综合题是考查学生综合运用电磁感应、电路、安培力、力学规律与方法的常见试题,是高考中的必考题型。这类试题的一般思路是:运用法拉第电磁感应定律列出感应电动势,分析闭合电路做出等效电路,运用安培力公式列出安培力或运用电场与电势关系式列出电场强度,对运动通电导体或带电粒子进行受力分析和运动分析,选用适当力学规律列式,最后对所列各式联立求解。

 

  1.电磁感应──电路──安培力──匀变速直线运动

 

  例1如图1所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s。一质量为m,电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒运动速度)的水平力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大。(已知l=1mm=1kgR=0.3Ωr=0.2Ωs=1m

  (1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动;

       (2)求磁感应强度B的大小;

 

解析:(1)金属棒运动中,由欧姆定律、法拉第电磁感应定律可知R两端电压U I v,由于U随时间均匀增大,即v随时间均匀增大,所以加速度为恒量,金属棒在磁场中做匀加速直线运动。


2.电磁感应──电路──匀强电场──圆周运动

 

  例2如图2所示,直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上,挡板与台面均固定不动。线圈c1c2c3的匝数为n,其端点c1c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连,电容器两极板间的距离为d,电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值的2倍,其余电阻不计,线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B随时间均匀增大。质量为m的小滑块带正电,电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度vop1位置出发,沿挡板运动并通过p5位置。若电容器两板间的电场为匀强电场,p1p2在电场外,间距为l,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ,其余部分的摩擦不计,重力加速度为g。求:



点评:带电小物体先后做匀变速直线运动和圆周运动,对于一段运动过程,力学规律选用动能定理或功能关系,也可选用能量守定定律;对于运动中的某个状态,力学规律选用牛顿第二定律。


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