人教高中物理同步讲义选择性必修二专题提升Ⅷ 电磁感应中的动力学问题（解析版） .pdf

专题提升VIII电磁感应中的动力学问题

模块一知识掌握

【重难诠释】

1.电磁感应问题中电学对象与力学对象的相互制约关

E=n^^-=nB或〃

电源fAr\tAr*

E=Blv

电学对象-

电路咪嚣）呷

V

受力分析—F^=ma~\

力学对象I

过程分析耳/〃卜I

2.处理此类问题的基本方法

(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.

(2)求回路中感应电流的大小和方向.

（3）分析研究导体受力情况（包括安培力）.

（4）列动力学方程或根据平衡条件列方程求解.

3.两种状态

（1）导体处于平衡状态静止或匀速直线运动状态.

处理方法：根据平衡条件（合外力等于零）列式分析.

（2）导体处于非平衡状态——加速度不为零.

处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关进行分析.

4.电磁感应中的动力学临界问题

1=

基本思路：导体受外力运动——感应电动势占--感应电流导体受安培力一合外力变化

R+r

；零加速度变化一临界状态.

题型一电磁感应中的平衡问题

考点剖析

［例题1］（多选）（2023-汕头一模）依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置，该装置原理如

图可等效为：间距L=0.5m的两根竖直导轨上部连通，人和磁铁固定在一起，沿导轨共同下滑,

磁铁产生磁感应强度B=0.2T的匀强磁场。人和磁铁所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd

与导轨相连，整个装置总电阻始终为R=4X10-5q,在某次逃生试验中，质量M=50kg的测试

者利用该装置最终以v=2m/s的速度匀速下降，已知与人一起下滑部分装置的质量m20kg,

重力加速度取g=10m/s2,则（）

XXXX:

XXgXX：

XXX%

C

XXXX:

XXXX

A.导体棒cd中电流的方向从d到c

B.导体棒cd中电流的方向从c到d

.下落过程中除安培力的阻力为200N

D.下落过程中除安培力的阻力为1200N

【解答】解：AB、导体棒cd向下做切割磁感线运动，由右手定则可知，导体棒cd中电流的方向

从d到c,故A正确，B错误;

D、设下落过程中除安培力的阻力为为f。导体棒cd产生的感应电动势为E=BLv,感应电流/=

*=翌^，cd受到的安培力大小为Fa=BIL=B

KKK

由左手定则可判断，导体棒cd所受安培力方向向下，根据牛顿第三定律可知磁铁受力向上，大

=B2L2v

小为

对M和m,由平衡条件得：（M+m）g=F!A+f,联立解得：f=200N,故正确，D错误。

故选：Ao

［例题2］（多选）（2023-太原一模）如图所示，两根不计电阻、间距为L的足够长平行光滑金属导

轨，固定在匀强磁场中，两导轨所在平面与水平方向的夹角为30°,磁场方向垂直于导轨平面

斜向下。导轨上端串联两阻值均为R的电阻。质量为m、不计电阻的金属棒可沿导轨运动，运

动中金属棒始终水平且与导轨保持良好接触。忽略空气阻力及回路中的电流对原磁场的影响,

重力加速度大小为g。已知断开开关S,由静止释放金属棒，金属棒沿导轨下滑kL后将做速度

为v的匀速直线运动。又过了一