物理中动量定理在电磁感应题中如何来用?比如通过某导体的电量一定;导轨宽度不同;
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/17 18:33:45
物理中动量定理在电磁感应题中如何来用?比如通过某导体的电量一定;导轨宽度不同;
物理中动量定理在电磁感应题中如何来用?
比如通过某导体的电量一定;导轨宽度不同;
物理中动量定理在电磁感应题中如何来用?比如通过某导体的电量一定;导轨宽度不同;
http://qkzz.net/magazine/CN50-1061/2007/03/2196985.htm
在匀强磁场中,若通电导体所受的合外力仅为安培力时,可以用:qlB=mV0-mv
(导体的动量变化量)
凡涉及电磁感应的问题,一般综合性比较强,思维难度大,常给学生造成解题障碍。笔者在教学过程中发现,涉及电量求解的题目出现频率较高,在学生对题目正面思考时,由于相关物理量之间的联系比较隐蔽,常常不易想到所用规律。如2006年江苏高考物理压轴题19题就属于这类题型。通过本人的教学实践,觉得从以下两方面入手,可以收到比较理想的效果。
1理论上准确把握电量的两种求法的特点及联系...
全部展开
凡涉及电磁感应的问题,一般综合性比较强,思维难度大,常给学生造成解题障碍。笔者在教学过程中发现,涉及电量求解的题目出现频率较高,在学生对题目正面思考时,由于相关物理量之间的联系比较隐蔽,常常不易想到所用规律。如2006年江苏高考物理压轴题19题就属于这类题型。通过本人的教学实践,觉得从以下两方面入手,可以收到比较理想的效果。
1理论上准确把握电量的两种求法的特点及联系
方法Ⅰ:q=I•t。
以上两种方法可以把哪些物理量建立联系呢?可用下面的框图来说明。
从以上框图可见,这些物理量之间的关系可能会出现以下三种题型:
第一:方法Ⅰ中相关物理量的关系。
第二:方法Ⅱ中相关物理量的关系。
第三:就是以电量作为桥梁,直接把上面框图中左右两边的物理量联系起来,如把导体棒的位移和速度联系起来,但由于这类问题导体棒的运动一般都不是匀变速直线运动,无法使用匀变速直线运动的运动学公式进行求解,所以这种方法就显得十分巧妙。这种题型难度最大。
2在解题中强化应用意识,提高驾驭能力
由于这些物理量之间的关系比较 ,只能从理论上把握上述关系还不够,还必须通过典型问题来培养学生的应用能力,达到熟练驾驭的目的。请看以下几例:
(1)如图1所示,半径为r的两半圆形光滑金属导轨并列竖直放置,在轨道左侧上方MN间接有阻值为R0的电阻,整个轨道处在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两轨道间距为L,一电阻也为R0质量为m的金属棒ab从MN处由静止释放经时间t到达轨道最低点cd时的速度为v,不计摩擦。求:
(1)棒从ab到cd过程中通过棒的电量。
(2)棒在cd处的加速度。
分析与解
(1)有的同学据题目的已知条件,不假思索的就选用动量定理,对该过程列式如下:
显然该式有两处错误:其一是在分析棒的受力时,漏掉了轨道对棒的弹力N,从而在使用动量定理时漏掉了弹力的冲量IN;其二是即便考虑了IN,这种解法也是错误的,因为动量定理的表达式是一个矢量式,三个力的冲量不在同一直线上,而且IN的方向还不断变化,故
我们无法使用I=Ft来求冲量,亦即无法使用前面所提到的方法二。
为此,本题的正确解法是应用前面提到的方法一,具体解答如下:
对应于该闭合回路应用以下公式:
(2)如图2所示,在光滑的水平面上,有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内,现有一个边长为a(a<L)的正方形闭合线圈以初速度v0垂直磁场边界滑过磁场后,速度为v(v<v0),那么线圈
A.完全进入磁场中时的速度大于(v0+v)/2
B.完全进入磁场中时的速度等于(v0+v)/2
C.完全进入磁场中时的速度小于(v0+v)/2
D.以上情况均有可能
分析与解
这是一道物理过程很直观的问题,可分为三个阶段:进入和离开磁场过程中均为加速度不断减少的减速运动,完全进入磁场后即作匀速直线运动,那么这三个过程的速度之间的关系如何呢?乍看好象无从下手,但对照上面的理论分析,可知它属于第三类问题。首先,由于进入磁场和离开磁场两段过程中,穿过线圈回路的磁通量变化量Δφ相同,故有q0=q=Δφ/R;其次,对线框应用动量定理,设线框完全进入磁场后的速度为v′,则有:
线框进入磁场过程:
(3)如图3所示,在水平面上有两条导电导轨MN、PQ,导轨间距为d,匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里,磁感应强度的大小为B,两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离摆开放在导轨上,且与导轨垂直。它们的电阻均为R,两杆与导轨接触良好,导轨电阻不计,金属杆的摩擦不计。杆1以初速度v0滑向杆2,为使两杆不相碰,则杆2固定与不固定两种情况下,最初摆放两杆时的最少距离之比为:
A.1:1B.1:2
C.2:1D.1:1
分析与
本题的一个明显特点就是已知杆1的初速度v0,求为使两杆不相碰,最初摆放两杆时的最少距离问题。分析后易见,两杆的运动都不是匀变速运动,初速v0与最初摆放两杆时的最少距离之间的联系比较隐蔽,若能对前面的理论分析比较熟悉,易知该题仍属于上面提到的第三类问题。简解如下:
杆2固定时杆1作加速度减小的减速运动,最小距离s1对应于当杆1至杆2处时,速度恰好减为零。故有
综上可得:S1:S2=2:1。
收起