2019年高考物理大一轮复习微专题14电磁感应中的动力学和能量问题学案新人教版.pdfVIP

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 2m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 均为 μ，重力加速度大小为 g. 已知金属棒 ab 匀速下滑．求 (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． 1 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，作用在 ab 2 ． 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 对于 ab 棒，由力的平衡条件 得 2mgsin θ＝ μN1＋T＋F ① N1＝2mgcos θ ② 对于 棒，同理有 sin ＋ 2 ＝ ③ cd mg θ μN T 学习文档 仅供参考 N2 mg θ ＝ cos ④ 联立①②③④式得 ＝ (sin －3 cos ) ⑤ F mg θ μ θ (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