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【48812】08年高考物理教导:处理电磁感应中切开问题
发布时间:2024-08-03 浏览 作者: kaiyun开云网站登录全站

  思路:由于安培力总是阻止相对运动,一根杆做减速运动,另一根杆做加速运动。只需两根杆速度不一样,两杆各自发生的感应电动势就不相同,回路中一定会有感应电流,发生安培力,然后有加速度,使一杆速度持续减小而另一杆速度持续增大。直到两杆速度相同,两杆各自发生的感应电动势相同,回路中不再有感应电流,安培力为零,没有加速度,速度不再改动,两杆将坚持这样的速度匀速运动下去。在整个运动过程中,两杆各自遭到的安培力方向相反、巨细持平,即双杆所受安培力的合力为零,契合动量守恒的条件。在这样的一个过程中安培力总是阻止相对运动,使两杆的速度趋于共同,回路电流减小,亦即为负反馈的原理,处理的重点是终究回路电流为零。

  例4、如图,两根距离为L润滑金属导轨(不计电阻),由一段圆弧部分和一段无限长的水平段部分所组成。其水平段加有竖直向下方向的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨水平段上停止放置一金属棒cd,质量2m,电阻2r;另一个质量为m电阻为r的金属棒ab,从圆弧段M处由停止开释下滑至N处进入水平段,圆弧段MN半径为R,所对应的圆心角为60o,求:

  解析:(1)ab棒由停止从M滑下到N的过程中,只需重力做功,机械能守恒,所以到N处速度可求,然后可求ab棒切开磁感线时发生的感应电动势和回路中的感应电流ab棒由M下滑到N的过程中,机械能守恒:

  (2)设ab棒与cd棒所受安培力的巨细为F,安培力效果时刻为t,ab棒在安培力效果下做减速运动,cd棒在安培力效果下做加速运动,当两棒速度到达相同v时,电路中的电流为零,安培力为零,cd棒到达了最大速度,运用动量守恒,得:mv=(2m+m)v③,解得v=--

  思路:由于安培力总是阻止相对运动,一根杆做减速运动,另一根杆做加速运动。只需两根杆各自发生的感应电动势不同E=BvL,回路中一定会有感应电流,发生安培力,然后有加速度,使一杆速度持续减小而另一杆速度持续增大。直到两杆各自发生的感应电动势相同,回路中不再有感应电流,安培力为零,没有加速度,速度不再改动。两杆将坚持这样的速度匀速运动下去,此刻需求的条件是两杆电动势相同,E1=Bv1L1,E2=Bv2L2所以-=-。全程安培力总是阻止相对运动,使回路中的电流越来越小,趋于零,是负反馈的原理。

  留意:在这类问题中,虽然只受安培力不受其他外力,可是解题时不可以运用动量守恒定律,由于双杆所受的安培力方向相反但巨细不同,即双杆所受安培力的合力不为零,不契合动量守恒的条件。解题时应该运用:Bv1L1=Bv2L2①


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