应用动量定理解电磁学问题举隅

高中物理新课标从牛顿第二定律出发,结合运动学的速度公式推导出了动量定理的原型公式.熟知,动量定理虽基于第二定律,但它的适用条件却较牛顿第二定律更加优越——对变力作用下的系统,采用动量观点,巧用动量定理解题,其优越性更加突出.现就用动量定理解电磁学问题列举三例.例1如图1,光滑平行金属导轨abcd的水平部分bcd处于处于竖直向上的匀强磁场中,bc部分的轨道宽度是cd部分宽度的K倍.两部分水平轨道都足够长.将质量相同的金     

是“内力”还是““外力”

是“内力”还是““外力”江苏省常熟市中学尤建中有这样一道题：如图互所示，光滑平行的金属轨道ａｂｅｄ，轨道的水平部分ｂｅｄ处于竖直向上的匀强磁场中，ｂｅ的宽度为ｃｄ宽度的２倍，轨道足够长，将质量相同的金属棒Ｐ和Ｑ分别置于轨道上的ａｈ段和ｃｄ段，Ｐ棒位于...     

动量真的守恒吗？

在许多高中物理参考资料中我们常能见到下述类型的习题 :如图 1所示 ,既平行又光滑的水平导轨MM′宽为 L,NN′宽为 L/2 ,且都足够长 ,将其放置在磁感应强度为 B的匀强磁场中 .在导轨的宽段和窄段上分别放置导体棒 ab和 cd.已知 ab棒质量为 m1,cd棒质量为 m2 .开始时 ,ab棒以速度 v1向右运动 ,cd棒静止在导轨上 .若ab棒速度稳定时仍在宽段导轨上 ,求 cd棒由静止到匀速运动过程中 ,通过它的电量 ?图 1图 2参考解答如下 :依据法拉第电磁感应定律知 ,穿过 ab、cd棒和导轨所组成的闭合回路的磁通量保持不变时 ,感生电动势等于零 .ab、cd棒因无…     

金属棒沿导轨滑动问题例析

一、单金属棒沿导轨滑动问题1.平面型例1如图所示,有恒定的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里(俯视图).磁场中有一固定的U型导轨,轨道平面与磁感线垂直,ab和cd边足够长,bc边长为l.棒ef可在导轨上自由滑动,其电阻为R.现对棒ef施一水平向右的恒力F,不计摩擦,求F的最大功率.解析对棒ef的滑动分析如下:棒ef在力F的作用下,由静止开始做加速运动.棒ef切割磁感线,在由棒和导轨组成的回路中产生感应电动势.随着棒ef的速度的增加,回路中的感应电动势也增加,ef中的感应电流也增加,导致棒ef所受的安培力增大,该力与F反向.因此棒ef的加速度…     

解法错还是题错?

水平面上放置平行光滑导轨,导轨相距L=014m,如图所示,匀强磁场在导轨Ⅰ部分磁感应强度B1=015T,导轨Ⅱ部分磁感应强度B2=1T,两部分磁场方向相反,在导轨Ⅰ部分和导轨Ⅱ部分分别平行静止放置金属棒ab和cd,两棒的质量均为m=011kg,电阻均为R=1Ω,棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,现使棒ab以v0=10m/s初速度开始向右运动。求:(1)ab棒和cd棒最大加速度;(2)若ab棒在导轨Ⅰ部分时,cd棒在导轨Ⅱ部分已达到稳定速度,在此过程中两棒产生4J热量,求cd棒稳定速度多大?解(1)ab棒受向左的安培力必作向右的减速运动,开始时速度最大,感应电动势最大,感应电流最…     

“比例线段”的重点和难点剖析

一、重点提示与例析“比例线段”这一单元的重点是 :比例的基本性质 ;合比性质 ;等比性质 ;平行线分线段成比例定理 ;三角形一边的平行线的判定及性质。1 .比例的基本性质由 ab=cd通过等式变形可得到 bc=ad,显然 ,bc=ad也可推出 ab=cd,我们称有这种关系的两个等式 (或命题 )具有等价关系 ,记为 ab=cd bc=ad(比例基本性质 )。由 bc=ad共可得到八个等价的比例式 :ab=cd ac=bd db=ca ba=dc cd=ab bd=ac ca=db dc=ba,可以用对称的观点记忆 :对于每一个比例式 ab=cd,以“=”号为对称轴 ,左右可以整体交换 ;以“两条分数线所在直线为对称轴”,上下…     

解法错还是题错？

水平面上放置平行光滑导轨，导轨相距L=0．4m，如图所示，匀强磁场在导轨Ⅰ部分磁感应强度B1=0．5T，导轨Ⅱ部分磁感应强度B2=1T，两部分磁场方向相反，在导轨Ⅰ部分和导轨Ⅱ部分分别平行静止放置金属棒ab和cd，两棒的质量均为m=0．1kg，电阻均为R=1Ω，棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，现使棒ab以v0=10m／s初速度开始向右运动。求：     

一道电磁学题的五种错解与简析

例1匀强磁场的磁感应强为B,方向竖直向上,在磁场中有一个总电阻为R每边长为L的正方形金属框abcd,其中ab、cd边的质量为m,其它两边的质量不计,cd边装有固定的水平轴,现将金属框从水平位置无初速释放,如图所示,若不计一切摩擦,金属框经时间t刚好到达竖直位置a'b' cd,此过程中产生的焦耳热为Q,求ab边在最低位置时所受的磁场力多大?     

电磁感应中的双电源问题

1．同向连接的双电源：回路中的电动势等于两个电源电动势之和例1如图1所示,螺线管与H形线框相连接,线框是用裸导线做成的,cd和ef边足够长,竖直放置,棒ab水平放置,且可以在cd和ef上无摩擦滑动．螺线管内有沿轴线水平向左的外磁场B_1,磁感应强度随时间均     

两道学生易错题的正解与思考

题目 如图1所示,足够长平行光滑导轨MON、PO’Q置于同一水平面上,空间存在一个竖直向上的匀强磁场,导轨宽部间距为窄部间距的2倍,两根金属棒ab和cd垂直放在两导轨上．现给棒ab一个冲击力,使其得到一个向右的速度v0．求两金属棒最终稳定运动时的速度v1和v2．     

以一道模拟试题为例谈“电磁感应”复习方向

<正>一、试题呈现例题(上海静安区2017届高三第一学期质量检测):如图1所示,在竖直平面内有一质量为M的Π形线框abcd,水平边bc长为L,电阻为r,竖直边ab与cd的电阻不计;线框的上部处于与线框平面垂直的匀强磁场Ⅰ区域中,磁感应强度为B1,磁场Ⅰ区域的水平下边界(图中虚线)与bc边的距离为H。质量为m、电阻为3r的金属棒PQ用可承受最大拉力为3mg的细线悬挂着,静止于水平位置,其两端与线框的两条竖直边接触良好,并可沿着竖直边无摩擦滑动。金属棒PQ处在磁感应强度为     

“平抛物体的运动”的简易演示

器材:均匀粗铅丝一根,大小相等的钢球(或玻璃球)两个。方法:把足够长的粗铅丝做成水平双轨道,轨道宽度可使钢球(或玻璃球)在上面滚动(见图)。在水平轨道上,使一球静止,另一球以一水平速度和它作弹性正碰,则两球交换速度.然后把轨道一小部分伸出讲台边缘,     

一道电磁学题的五种错解与简析

例1 　匀强磁场的磁感应强为 B,方向竖直向上,在磁场中有一个总电阻为 R每边长为L 的正方形金属框abcd,其中 ab、cd边的质量为m,其它两边的质量不计,cd边装有固定的水平轴,现将金属框从水平位置无初速释放,如图所示,若不计一切摩擦,金属框经时间 t刚好到达竖直位置a′b′cd,此过程中产生的焦耳热为 Q,求 ab边在最低位置时所受的磁场力多大?　　错解1:　由 Q=I2Rt得I=QRt,所以F=BIL=BQRtL解析 　由焦耳热得到的电流是交变电流的有效值,它不等于线框处最低位置时流过ab边的电流,显然,错误的原因是混淆了交流电的有效值与瞬时值.…     

"电磁波中E矢量和B矢量同时最大"的二种证法

如图1为沿+Z方向传播的电磁波图像,从图像可知:E矢量和B矢量同时达到最大值和最小值。以下笔者给出了两种证明方法,望对读者有所帮助。1设想有宽度为L的电磁波沿+Z轴方向在真空中传播,在YOZ平面内取一矩形abcd,使ab和cd略大于L,且使ad中点和bc中点连线上的B矢量都为零(图2为沿-X方向观察电磁波的视图),则ab上的点和cd上的点E矢量(记作E)和B矢量(记作B)均大小相等,方向相反。当经历极短时间Δt时,电磁波前进cΔt(c为光速),左半矩形与右半矩形磁通量变化趋势相同(左半矩形沿-X方向的磁通量增大,右半矩形沿+X方向磁通量减小),矩形内总的…     

一道IMO预选题的推广及应用

在第31届IMO预选题中,有一道泰国提供的不等式证明题,题目如下： 题目 设a,b,c,d是满足 ab＋bc＋cd＋da=1     

一道IMO备选题的雏形及推广

第31届IMO备选题中,有一道不等式证明的试题,我们把它表述为:命题2 设a、b、c、d为非负实数,且满足 ab bc cd da=1,则a~3/(b c d) b~3/(a c d) c~3/(a b d) d~3/(a b c)≥1/3综合条件与结论,就是:命题2 对于a、b、c、d∈R~ ,有a~3/(b c d) b~3/(a c c) c~3/(a b c) d~3(a b c)≥1/3(ab bc cd a).仔细研究,不难发现,命题2的雏形是常见的     

分析两道华约自主招生题

例1如图1,两根光滑的水平轨道间距离为l,左边接有电阻R,匀强磁场垂直穿过轨道平面,磁感应强度为B．有一根质量为m的导体棒以速度u0开始向右运动（除左边电阻R外其它电阻不计）．棒向右移动最远距离为S．     

揭开电磁综合问题陷阱

1 电磁感应的条件 例1 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间距为l.导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,如图1所示,两根导体棒的质量均为m.电阻均为R,回路其余部分电阻不计.     

简解·妙解·推广

<数学通报>2001年2月号问题1300:设a,b,c,d∈R,且a+b+c+d=2,ab+ac+ad+bc+bd+cd=-(8)/(3),求b+c+d的最大值和最小值.     

一个数学问题的巧解

<数学通报>2001年2月号数学问题1 300: 设a,b,c,d∈R,且a+b+c+d=2,ab+ac+ad+bc+bd+cd=-(83),求b+c+d的最大值和最小值.