2018-2019学年物理同步人教版选修3-2学案:第四章 微专题培优(三) 电磁感应中的动力学和能量问题 Word版含解析
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电磁感应中的动力学问题   1.平衡类问题的求解思路

  

  

  

  

  

  2.加速类问题的求解思路

  (1)确定研究对象(一般为在磁场中做切割磁感线运动的导体);

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  (2)根据牛顿运动定律和运动学公式分析导体在磁场中的受力与运动情况;

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  (3)如果导体在磁场中受的磁场力变化了,从而引起合外力的变化,导致加速度、速度等发生变化,进而又引起感应电流、磁场力、合外力的变化,最终可能使导体达到稳定状态。

  [例1] 如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,两导轨间距L=1 m,导轨的电阻可忽略。M、P两点间接有电阻R。一根质量m=1 kg、电阻r=0.2 Ω的均匀直金属杆ab放在两导轨上,与导轨垂直且接触良好。整套装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。自图示位置起,杆ab受到大小为F=0.5v+2(式中v为杆ab运动的速度,所有物理量均采用国际单位制)、方向平行导轨沿斜面向下的拉力作用,由静止开始运动,测得通过电阻R的电流随时间均匀增大。g取10 m/s2,sin 37°=0.6。

  (1)试判断金属杆ab在匀强磁场中做何种运动,请写出推理过程;

  (2)求电阻R的阻值;

  (3)求金属杆ab自静止开始下滑通过位移x=1 m所需的时间t。

  [思路点拨]

(1)根据闭合电路欧姆定律确定速度与电流的关系。