抓稳“四步” 有效破解电磁感应的动力学问题
2019-07-08重庆
教学考试(高考物理) 2019年3期
重庆
电磁感应问题是每年高考各卷必考的知识点,由于其涉及知识面广、综合性强、能力要求高,因而对考生来讲是属于难度大、耗时费力多、得分率低、拉差距的“硬骨头”问题;为了帮助学生在考场上克服这种畏难与恐慌紧张的心态,笔者通过对近几年高考中的此类问题深入细致的分析、探究与归纳总结,将电磁感应动力学问题的处理方法与广大考学作如下分享。
【例1】(2017年上海卷)如图1光滑平行金属导轨间距为L,与水平面夹角为θ,两导轨上端用阻值为R的电阻相连,该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面;质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端开始运动,然后又返回到出发位置;在运动过程中ab与导轨垂直且接触良好,不计ab和导轨的电阻及空气阻力。

图1
(1)求ab开始运动时的加速度a;
(2)分析并说明ab在整个运动过程中速度、加速度的变化情况;
(3)分析并比较ab上滑时间和下滑时间的长短。
【分析与解答】(1)①定“源”:由于导体棒ab做切割磁感线运动并产生感应电动势,故图1中导体棒ab作电路的“源“,开始时的感应电动势大小为E=BLv0;



图2



【总结】1.电磁感应动力学问题处理方法—“四步法”
一般思路:先电后力
具体步骤:

(1)“源”的分析:在电磁感应中切割磁感线的导体或磁通量发生变化的部分区域电路将产生感应电动势,故该导体或该部分区域电路就“相当于电源”,该导体或区域电路中的电流即为电源内部电流,该导体或区域电路的电阻即为电源内阻,该导体或区域电路两端的电压即为电源的路端电压;……
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