浅析力、电磁规律的综合应用.pdfVIP

■陈 立 严 亮 一 、 知识 回放 (3)运用全 电路欧姆定律 ，串、并联 电路性质 ，电功率等公 1．涉及 电磁感应 的力与运动 问题 ，研究方法与力学相 同， 式联立求解． 要 明确研究对象 ，认清物理过程 ，进行受力分析 ，要求定量解 三 、考点例析 决的问题大多涉及 闭合 回路 的一部分做切割磁感线运动 ，若 例 1 如 图 2所示 ，固定 的水平 是匀速 、匀变速运动 问题 ，这时 的物理过程是 ：因闭合 回路 的 光滑金属导轨 ，间距为 L，左端接有 一 部分做切割磁感线运动产生感应 电动势．在 闭合 回路 中产 阻值为 R的 电阻，处在方 向竖直 、磁 生感应电流 ，从而使运动导体受到阻碍其运动的安培力作用． 感应强度为 B的匀强磁场中，质量为 为 了维持匀速或匀变速运动 ，需加外力作用 以满足合外力为 m的导体棒与固定的弹簧相连 ，放在 零或合外力为定值．感应 电流是联系力 、电的桥梁． 导轨上 ，导轨与导体棒的 电阻均可忽 略．初始 时刻 ，弹簧恰好处于 自然长 图 2 2．在电磁感应现象 中，切割磁感线 的导体或磁通量发生 变化的回路相当于电源 ，将它接上 电容器 ，就可 以对 电容器充 度 ，导体棒具有水平 向右 的初速度 Vo，在沿导轨往复运动的 电，将它接上用 电器 ，就可 以对用 电器供 电．因此 电磁感应 问 过程 中，导体棒始终与导轨垂直并保持 良好接触． 题中的电路 问题 ，一方面考虑 电磁学 的有关规律 ，如右手定 (1)求初始时刻导体棒受到的安培力． 则、楞次定律 、法拉第 电磁感应定律 ；另一方面还要考虑 电路 (2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧 的弹 中的有关规律 ，如欧姆定律、串并联 电路知识等 ，要将 电学、磁 性势能为 ，则这一过程中安培力所做 的功 和 电阻R上 学及力学知识综合起来应用 ． 产生 的焦耳热Q 分别为多少? 3．回路 中产生感应电流的过程要克服安培力做功 ，这是机 (3)导体棒往复运动，最终将静止于何处?从导体棒开始运 械能及其他形式的能量转化为电能的过程．感应 电流通过 电阻 动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热 Q为多少? 或用电器 ，再将 电能转化为热能或其他形式 的能量．因此，电磁 解析 ：(1)初始时刻棒中感应 电动势 E—L B． 感应过程总是伴随着能量的转化．楞次定律与能的转化和守恒 F 棒中电流j一詈． 定律是一致的．有些电磁感应问题也可以从能量转化的观点出 发 ，应用能的转化和守恒定律及功能关 系进行分析． 作用于棒上的安培力F—jLB一堡 ，方 向水平 向左． 二 、考点清单 考点一 ：电磁感应规律与力学规律 的综合应用 (2)由功和能的关系，得安培力做功W =E一÷m硝，电 × × × × (1)从运动和力 的关系着手运用牛顿第二定律． × × × 基本方法 ：受力分析一运动分析 (确定运动过程和最终的 阻R上产生的焦耳热Q 一÷m 一E口． × ×m× × 稳定状态)一 由牛顿第二定律列方程求解． (3)由能量转化及平衡条件等可判断 ，棒最终静止于初始 导体 堂 感应电动势E 感 位置，Q一÷m诟． TL