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实用标准文案
微专题 14 电磁感应中的动力学和能量问题
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 ).
2 .两种状态及处理方法
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
3 .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:
Ⅰ.电磁感应中的平衡问题
(2016 ·全国甲卷)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 2 m 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
μ g ab
为 ,重力加速度大小为 .已知金属棒 匀速下滑.求
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实用标准文案
(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 T ,右斜面对 ab 棒的支持力的大小为 N 1 ,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 N 2 . 对于 ab 棒,由力的平衡条
件得 2 mg sin θ= μN 1 +T+F ①
N 1 =2 mg cos θ ②
对于 cd 棒,同理有 mg sin θ+ μN 2 =T ③
N 2 =mg cos θ ④
联立①②③④式得 F=mg (sin θ-3 μcos θ) ⑤
(2) 由安培力公式得 F=BIL ⑥
这里 I 是回路 abdca 中的感应电流, ab 棒上的感应电动势为 E=BLv ⑦
E
式中, v 是 ab 棒下滑速度的大小.由欧姆定律得 I =
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