第四课时 电磁感应中的动力学问题【教学要求】1.掌握电磁感应中的动力学问题的分析方法;2、学会运用力学规律解决电磁感应问题
【知识再现】电磁感应中通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力的作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起这类问题覆盖面广,题型也多种多样,但解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态,如速度、加速度取最大值或最小值的条件等,基本方法是:确定电源(E,r)→感应电流→运动导体所受的安培力→合外力→a 的变化情况→运动状态的分析→ 临界状态(a=0 时,v→max 等)
对于含容电路:C、U→Q→It→Ft→m△v
注意:(1)电磁感应中的动态分析,是处理电磁感应问题的关键,要学会从动态分析的过程中来选择是从动力学方面,还是从能量方面来解决问题.(2)在分析运动导体的受力时,常画出平面示意图和物体受力图. 类型一平衡问题【例 1】(上海普陀区 08 届高三年级期末调研试卷)如图所示,质量位 m、电阻为 R、边长为 L 的等边三角形 ACD,在 A 处用细线悬挂于 O 点,垂直于 ACD 施加一个垂直纸面向里的匀强磁场
当磁感应强度按规律 B=kt(k 为常数)增强并且正好增大为 B0时,CD 边安培力是___________,细线上的拉力为___________
导示:根据法拉第电磁感应定律得E=△ф/△t=△B·s/△t=k容易分析三角形的三条边受安培力大小相等,合力为 0;对线框整体分析,绳上的拉力 FT=mg
类型二单金属杆问题【例 2】在图甲、乙、丙三图中,除导体棒 ab 可动外,其余部分均固定不动,甲图中的电容器 C 原来不带电
设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计,图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长
今给导体棒 ab 一个向右的初速度 v0,在甲