凌維

【摘要】本文通過對電源及電動勢的分析，確定安培力的變化情況，安培力的變化情況又會影響導(dǎo)體棒的運(yùn)動．同時，分析電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的形式，以及能量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用．通過對例題的研究，深入探討電磁感應(yīng)中動力學(xué)和能量問題的本質(zhì)，希望能為讀者提供有益的參考．

【關(guān)鍵詞】高中物理；電磁感應(yīng)；力學(xué)問題

電磁感應(yīng)問題是電磁學(xué)中非常重要的內(nèi)容之一，它不僅與電路問題密切相關(guān)，還涉及到動力學(xué)問題和能量問題．磁通量發(fā)生變化的回路或切割磁感線的導(dǎo)體將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該回路或?qū)w相當(dāng)于電源，若與其他部分構(gòu)成閉合回路，回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生熱量，導(dǎo)體棒就會受到安培力的作用.弄清電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題和能量問題是突破高考電磁學(xué)內(nèi)容難點(diǎn)的重要舉措．

1 ?突破電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題

例1 如圖1所示，傾角為α=37°的光滑斜面固定在水平面上，斜面上靠近下端有一個平行邊界與斜面底邊平行的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T．寬度d=0.5m的 “U”形金屬導(dǎo)軌MNPQ置于斜面上端，長度與導(dǎo)軌的寬度相同的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，兩者接觸良好且導(dǎo)軌PN部分、金屬棒ab都始終與磁場邊界平行．某時刻金屬導(dǎo)軌與金屬棒同時由靜止釋放，運(yùn)動一段時間后金屬導(dǎo)軌PN部分剛進(jìn)入磁場，導(dǎo)軌開始勻速運(yùn)動．PN離開磁場瞬間金屬棒ab恰好進(jìn)入磁場．已知金屬導(dǎo)軌質(zhì)量M=0.1kg，電阻不計(jì)；金屬棒ab質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.75Ω，金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力；磁場寬度s=的4.5m，重力加速度 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）釋放時金屬導(dǎo)軌的底邊NP到磁場上邊界的距離；

（2）釋放時金屬導(dǎo)軌的底邊NP與金屬棒的距離；

（3）金屬棒ab進(jìn)入磁場瞬間的加速度大小．

點(diǎn)評 解決電磁感應(yīng)中的能量問題時，首先要弄清做功的力有哪些，這些力做功的過程中能量是如何相互轉(zhuǎn)化的，最后結(jié)合功能關(guān)系或能量守恒定律求解．

3 結(jié)語

通過對含安培力在內(nèi)的力的做功分析和能量轉(zhuǎn)化的分析，探討電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題．可以看出，這類問題的分析離不開研究的對象——電路，因此，在研究電磁感應(yīng)問題時，需要綜合考慮電路、力學(xué)和能量等多個方面的因素，才能順利解決這類綜合問題．

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