韓秋云
電磁感應綜合問題往往涉及法拉第電磁感應定律、楞次定律、閉合電路歐姆定律、動力學公式等知識,綜合性較強。同學們在求解此類問題時往往會感覺無從下手,現(xiàn)就求解此類問題時需要用到的技巧和方法予以分析說明。
例2 如圖2所示,足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ傾斜放置,兩導軌間距離為L,導軌平面與水平面間的夾角為θ,勻強磁場垂直于導軌平面向上,質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于導軌放置,導軌和金屬棒接觸良好,不計導軌和金屬棒的電阻,重力加速度為g。若在導軌的M、P兩端連接阻值為R的電阻,將金屬棒由靜止釋放,則金屬棒在下滑的過程中,沿導軌下滑的穩(wěn)定速度為v。若將導軌M、P兩端間的電阻R改接成電容為C的電容器,仍將金屬棒由靜止釋放,則金屬棒下滑時間為t,此過程中電容器沒有被擊穿,求:
(l)勻強磁場的磁感應強度的大小為多少?
(2)經(jīng)過時間t金屬棒下滑的速度大小為多少?
思路點撥:(1)在導軌的M、P兩端間接電阻R時,金屬棒先做變加速運動,當加速度為零時開始做勻速運動,直至達到穩(wěn)定狀態(tài),推導出安培力與速度的關系式,再由平衡條件列式即可求解磁感應強度的大小。