第2章 章末综合提升—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义

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电磁感应中的动力学问题
1.平衡类问题的求解思路
2．加速类问题的求解思路
(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到的磁场力变化了，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。
【例 1】　如图所示，在竖直向下的磁感应强度为 B的匀强磁场中，有两根水平放
置且足够长的平行金属导轨 AB、CD，在导轨的 A、C端连接一阻值为 R的电阻。一根
质量为 m、长度为 L的金属棒 ab 垂直导轨放置，导轨和金属棒的电阻不计，金属棒与
导轨间的动摩擦因数为 μ。若用恒力 F沿水平方向向右拉金属棒使其运动，求金属棒
的最大速度。
[解析]　金属棒向右运动切割磁感线产生感应电动势，由右手定则知，金属棒中有
从a到b方向的电流；由左手定则知，安培力方向向左，金属棒向右运动的过程中受
到的合力逐渐减小，故金属棒向右做加速度逐渐减小的加速运动；当安培力与摩擦力
的合力增大到大小等于拉力 F时，金属棒的加速度减小到零，速度达到最大，此后做
匀速运动。
由平衡条件得 F＝BImaxL＋μmg
由闭合电路欧姆定律有 Imax＝
金属棒 ab 切割磁感线产生的感应电动势为
Emax＝BLvmax
联立以上各式解得金属棒的最大速度为
vmax＝。
[答案]　
[一语通关]
“四步法”分析电磁感应中的动力学问题
电磁感应中的能量问题
1.能量转化的过程分析
电磁感应的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功
实现的。安培力做功使得电能转化为其他形式的能(通常为内能)，外力克服安培力做功，
则是其他形式的能(通常为机械能)转化为电能的过程。
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