第 3 讲 专题 电磁感应的综合应用考点一 电磁感应中的力学问题1.题型特点:电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用,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,不仅要应用电磁学中的有关规律,如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培力的计算公式等,还要应用力学中的有关规律,如牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等.要将电磁学和力学的知识综合起来应用.2.解题方法(1)选择研究对象,即哪一根导体棒或几根导体棒组成的系统;(2)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;(3)求回路中的电流大小;(4)分析其受力情况;(5)分析研究对象所受各力的做功情况和合外力做功情况,选定所要应用的物理规律;(6)运用物理规律列方程求解.电磁感应力学问题中,要抓好受力情况、运动情况的动态分析:导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化,周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定状态.附:安培力的方向判断3.电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系【典例 1】 一个质量 m=0
1 kg 的正方形金属框总电阻 R=0
5 Ω,金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B 的顶端(金属框上边与 AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边 BB′平行、宽度为 d 的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与 BB′重合),设金属框在下滑过程中的速度为 v,与此对应的位移为 x,那么 v2-x 图象如图 9-3-1 所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上,金属框与斜面间的动摩擦因数 μ=0
5,取 g=10 m/s2,sin 53°=0
8;cos 53°=0
(1)根据 v2-x 图象所提供的信息,计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间 T;(2)求出斜面 AA′B′B