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剖析动生电动势和感生电动势的叠加问题

2021-07-14安徽

教学考试(高考物理) 2021年4期

安徽

(作者单位:北京师范大学蚌埠附属学校)

在学习电磁感应这一部分知识时,会遇到导体棒切割磁感线的同时闭合回路的磁感应强度也在变化这类试题,这就是常说的感生电动势与动生电动势的叠加问题。由于学生对法拉第电磁感应定律内容的理解不够深刻,从而容易解错。下面从法拉第电磁感应定律的本质出发,找到这类问题的解决方法。

方法策略:

1.理解法拉第电磁感应定律:

2.解题技巧:

前两种电动势的产生方法属于常规问题。在第三种电动势产生方法下,什么情况选择什么公式对考生来说有一定的难度。基于高中生的解答能力和试题特点可以总结如下:

典例透析:

1.磁感应强度按一定已知规律变化问题

【例1】如图1所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为r0=0.1 Ω/m,导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.2 m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数k=0.02 T/s,一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直,在t=0时刻,金属杆紧靠在P、Q端,在外力作用下,金属杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=6 s时金属杆所受的安培力。

图1

【分析】通过审题可知,本题属于动生电动势和感生电动势叠加问题,而且磁感应强度的变化率已知,下面通过两种方法解答,熟悉各种方法特点。

【解】以a表示金属杆运动的加速度,在t时刻……

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