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探究电磁感应中的动力学问题形成熟练的解题能力

2019-03-07贾鸿浩

考试周刊 2019年16期

摘 要:感应电流在磁场中受到安培力的作用,因此电磁感应和动力学发生联系是必然的。解决这类问题需要综合应用电磁感应规律及动力学有关规律,关键要抓好受力情况和运动情况的动态分析。

关键词:电磁感应;动力学;安培力;平衡状态;非平衡状态

一、 基本知识

(一) 导体的两种运动状态

(1)导体的平衡状态——静止状态或匀速直线运动状态;(2)导体的非平衡状态——加速度不为零。

(二) 导体处于平衡状态的分析思路

(1)用楞次定律和法拉第电磁感应定律来确定感应电动势的大小和方向;(2)由闭合电路欧姆定律确定回路中的电流;(3)分析导体的受力情况;(4)由平衡条件列方程求解。

(三) 导体做变加速运动,最终趋于稳定状态的分析思路

(1)做好受力分析与运动状态分析。导体受力→速度发生变化→产生了变化的感应电动势→产生变化的感应电流→导体受到变化的安培力的作用→合外力发生变化→加速度发生变化→速度发生变化→感应电动势发生变化→最终加速度变为零,导体达到静止或者匀速直线运动的状态。

(2)达到平衡状态时,列方程求解。当导体达到静止或者匀速直线运动等稳定状态时,列出的受力平衡方程,往往会是解决这类问题的突破口。

(3)此类问题中极值问题的分析方法。①加速度的最大值出现在初位置,可先对初位置进行受力分析,然后由牛顿第二定律求解加速度。②速度的最大值和最小值一般出现在匀速运动时,通常根据平衡条件进行分析和求解。……

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