电磁感应现象中的动力学问题 电磁感应现象中的动力学问题主要分为两类
1.平衡类,解决平衡类问题的基本思路:
(1)确定研究对象。
(2)进行受力分析。
(3)根据平衡条件建立方程。
(4)结合电磁感应规律求解具体问题。
2.加速类,解决加速类问题的基本思路:
(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)。
(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。
(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,此稳定状态一般为解题的突破口。
[典例3] 如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略,让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计摩擦。
(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图。
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小。
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。
[解析] (1)如图所示,ab杆受:重力mg,竖直向下;支持力FN,垂直于斜面向上;安培力F安,沿斜面向上。
(2)当ab杆速度大小为v时,感应电动势E=BLv,此时ab杆中电流I==