电磁感应中两种终态模型总结.doc
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1、电磁感应中两种终态模型总结重庆张开华导体棒做切割磁感线运动的分析和推理是高考的热点内容,涉及规律较多,过程复杂,其解题关键在于能否正确分析出棒在运动中各量的动态变化,列出相关表达式,找出导体棒终极状态时的隐含条件.下面对两种常见模型进行总结并加以拓展。一、“棒配电阻”模型例1.如图1所示,MN、PQ是两根足够长且相距为L的固定平行金属导轨,导轨平面与水平面的夹角为,整个导轨平面内有磁感应强度为B、垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场,在导轨的N、Q端连接有阻值为R的电阻,另一根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab从静止释放后沿导轨下滑。求棒的最大速度。解法1.动态分析法:金属棒下滑后,速度v增大感应
2、电动势E增大感应电流I增大导体棒受安培力F安增大导体棒受合外力F合减小加速度a减小,周而复始地循环循环结束时,可知金属棒ab最终做匀速直线运动终态时根据平衡条件,导体棒在斜面方向上有因,又,可求得最大速度。解法2。一般位置分析法:导体棒运动到任一个位置时,在斜面方向上由牛顿第二定律可列方程而,又,求得随着速度的增大,棒的加速度逐渐减小,当加速度减小到零时、速度最大(设为vm),以后一直做匀速直线运动。即所受合外力为0,,求得最大速度。模型拓展:1。若磁场方向竖直向上,如图2所示。则终态时感应电动势为斜面方向上合外力为0,有求得。2。如图3、4所示情况下导体棒的动态特征和能量转化与本题相似.3.
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