电磁感应感生电动势与动生电动势同时存在情况

1、.电磁感应 :感生电动势与动生电动势同时存在的情况江苏省特级教师戴儒京产生感应电动势的方式有两个，一个是导体切割磁感线运动产生感应电动势，E1BIv ；叫动生电动势； 另一个是磁场变化引起磁通量变化产生感应电动势，E2n，t叫感生电动势。如果同时存在感生电动势和动生电动势，题目怎么解？请看例题。例 .2003 年高考江苏物理卷第18 题（ 13 分）如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r 0=0.10 /m，导轨的端点P、 Q 用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20 m. 有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B 与时间t 的关系为B = kt

2、，比例系数k=0.020 T/s. 一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直 .在 t=0 时刻，金属杆紧靠在P、 Q 端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=6.0 s 时金属杆所受的安培力.例 . 2007 年高考广东物理卷第 19 题 (16分)如图所示， 光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距 l ，在 M点和 P 点间连接一个阻值为 R的电阻，在两导轨间 cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d 的匀强磁场，磁感应强度为 B。一质量为 m、电阻为 r 、长度也刚好为 l 的导体棒 ab 垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距

3、0。现用一个水平向右的力F拉棒 ab，使它由静止开始运动，棒ab 离开d磁场前已做匀速直线运动，棒ab 与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F 随 ab 与初始位置的距离x 变化的情况如图，F0 已知。求：（ 1）棒 ab 离开磁场右边界时的速度（ 2）棒 ab 通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能（ 3） d0 满足什么条件时，棒 ab 进入磁场后一直做匀速运动Mace NFRFB2F0bdfF0Pd0dQOxOd0d0+dx.江苏题 :【解答】以 a 表示金属杆运动的加速度，在t 时刻，金属杆与初始位置的距离L 1 at 22此时杆的速度v=at这时，杆与导轨构成的回路的面积S Ll

4、回路的感应电动势 SB Blvt而 B ktB B(tt ) Bt ktt回路的总电阻R 2Lr0回路中的感应电流i=R作用于杆的安培力F Bli解得F 3 k 2l 2t2r0代入数据为F 1.44 103 N【解析】本题考查电磁感应与力学的综合及分析综合能力。分析法：F 安=BILBktEIREBLv SBvatt（ a 为金属杆的加速度）SLxL 1 at 22（ x 为 t 时刻金属棒离开PQ 的距离）Btk1 at 2R2v0x2v02已知，要求 F 安，应求 B 和 I，要求 I，应求 E以上为分析法，从要求应求和 R，逐步推导，直到应求的全部已知（确实不可求的，如a ，可用字母表

5、示，运算中可能约去）。求解过程是：将、代入求出E，E3kLat 22I将与代入求出I3kL2v0.已将 a 约掉，且 I 与 t 无关。将与代入得F 安 = kt3kL3k 2 L2 tL2v02v0最后将已知数据代入得F 安 =1.44 10-3N本题也可以将式求出阶段性数据结果再代入式，则I=0.06AF 安= kIlt1.44 10 3 N本题的创新处也是易错处在式式，即产生感应电动势的因素有两个，一个是导体切割磁感线运动产生 E1BIv（叫动生电动势） ，另一个是磁场变化引起磁通量变化产生E2Bt（叫感生电动势） ，这是以前的高考试题中未出现过的。因为感生电动势与动生电动势在回路中方向相同，所以总电动势等于二者之和。本题难度：难。.广东题 :【解析】（ 1）设离开右边界时棒ab 速度为，则有BIIRr对棒有： 2F0BIl0解得：2F0 (R r )B2 l 2（ 2）在 ab 棒运动的整个过程中，根据动能定理：F0 d 02F0 d安120Wm2由功能关系：E电W安22解得： E电F0 (d02d)2mF0 (R r )B 4l 4（ 3）设棒刚进入磁场时的速度为0 ，则有F0 d 01 m0202当 0，即 d 02F0 m(Rr ) 2B4 l 4时，进入磁场后一直