联立③④⑤并整理可得
(2)借助于矢量封闭三角形来讨论,如图(1-1-3)在磁场由竖直向上逐渐变成水平的过程中,安培力由水平向右变成竖直向上,在此过程中,由图(1-1-3)看出FB先减小后增大,最终N=0,FB=mg,因而B也应先减小后增大.
(3)由图(1-1-3)可知,当FB方向垂直于N的方向时FB最小,其B最小,故①,而②,③,联立①②③可得,即
评析:该题将物体的平衡条件作为重点,让考生将公式和图象有机地结合在一起,以达到简单快速解题的目的,其方法是值得提倡和借鉴的.
(二)棒生电类:
棒生电类型是电磁感应中的最典型模型、生电方式分为平动切割和转动切割,其模型可分为单导棒和双导棒.要从静态到动态、动态到终态加以分析讨论,其分析动态是关键.对于动态分析,可从以下过程考虑:闭合电路中的磁通量发生变化导体产生感应电流导体受安培力和其他力作用导体加速度变化速度变化感应电流变化周而复始地循环最后加速度减小至零速度达到最大导体做匀速直线运动.我们知道,电磁感应现象的实质是不同形式能量的转化过程,因此,由功能观点切入,分清楚电磁感应过程中能量转化关系,往往是我们解决电磁感应问题的关键,当然也是我们处理这类题型的有效途径.
1、单导棒问题
例1:(2001年全国高考试题)如图(2-1-1)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20m,电阻R=1.0Ω;有一导棒静止地放在轨道上,与两轨道垂直,棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现用一外力F沿轨道方向拉棒,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图(2-1-2)所示.求棒的质量m和加速度a.
分析和解:此题主要用来考查学生对基本公式掌握的情况,是否能熟练将力电关系式综合在一起,再根据图象得出其a和m值.从图中找出有用的隐含条件是解答本题的关键.
解法一:导棒在轨道上做匀加速直线运动,用v表示其速度,t表示时间,则有v=at ①,棒切割磁感线,产生感应电动势②,在棒