国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的洛倫磁力

2011-12-29 00:00:00孫發(fā)聰
考試周刊 2011年76期


  一、教材解讀
  閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線,電路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流;如果電路不閉合,那么只產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢而不產(chǎn)生感應(yīng)電流,對導(dǎo)體切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。我們稱之為動(dòng)生電動(dòng)勢,對這種電動(dòng)勢,磁場沒有變化,空間沒有感生電場,它產(chǎn)生的機(jī)理是怎樣的呢?
  如圖1所示,導(dǎo)體棒ab在外力作用下在無限長光滑導(dǎo)軌上以速度v勻速運(yùn)動(dòng),對ab棒中的任意一自由電荷,洛侖茲力的分力f將使電荷獲得定向移動(dòng)的速度v,而v的存在又將使該電荷受到水平向左的洛侖茲力f,ab棒中,所有定向移動(dòng)的電荷受到的洛侖茲力的合力,宏觀上表現(xiàn)為安培力?!逷f=fv=qvBv,Pf=-fv=-qvBv,∴Pf=Pf+Pf=0,即洛侖茲力對運(yùn)動(dòng)電荷始終不做功。但通過洛侖茲力的分力做正、負(fù)功,卻可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化。由此可見,導(dǎo)體棒ab做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源,這時(shí)的非靜電力即洛倫磁的分力f。如果從能的轉(zhuǎn)化和守恒的角度看,克服安培力做功的多少是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的量度。
  二、典例分析
  例1.如圖2所示,銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止下落,在下落過程中,下列判斷中正確的是(?搖?搖)。
  A.金屬環(huán)在下落過程中的機(jī)械能守恒
  B.金屬環(huán)在下落過程中動(dòng)能的增加量
  小于重力勢能的減少量
  C.金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大
  D.磁鐵對桌面的壓力始終大于其自身的重力
  【解析】本題從能的轉(zhuǎn)化和守恒的角度看,很容易判斷B正確,A、C錯(cuò)誤,但選項(xiàng)D,很多學(xué)生認(rèn)為條形磁鐵對環(huán)的作用力始終阻礙環(huán)的下落,所以環(huán)在下落過程中始終給磁體豎直向下的作用力,因而做出錯(cuò)誤判斷。
  如圖3所示,環(huán)在位置2以上的任意位置1,將環(huán)看成無數(shù)小直線段組成,每一個(gè)小段均切割磁場水平分量,從而形成逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流(從上往下看),環(huán)受豎直向上的安培分力(另一水平分力使環(huán)有擴(kuò)張的趨勢),磁鐵受環(huán)對其向下的作用力,磁鐵對桌面的壓力大于其自身重力,而環(huán)在位置2的瞬間,磁鐵外部磁場的水平分量為零,故環(huán)在該瞬間不切割磁感線,所以無感應(yīng)電流。環(huán)與磁鐵間的相互作用力為零,磁鐵對桌面的壓力等于其自身的重力;在位置2以下的任意位置3,環(huán)同樣要切割條形磁鐵的外部磁感線,環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流(從上往下看),磁鐵對環(huán)產(chǎn)生向上安培分力,環(huán)對磁鐵有向下的作用力,因而磁鐵對桌面的壓力大于其自身的重力。綜上所述,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
  例2.如圖4所示,水平放置的矩形線圈abcd,在細(xì)長的磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),由圖中的位置I經(jīng)過位置II,到達(dá)位置Ⅲ,這三個(gè)位置都靠得很近。在這個(gè)過程中,線圈的感應(yīng)電流方向是(?搖?搖)。
  A.沿abcd方向
  B.沿dcba方向
  C.由I到II沿abcd方向,由II到Ⅲ沿dcba方向
  D.由I到II沿dcba方向,由II到Ⅲ沿abcd方向
  【解析】本題從磁通量變化的角度看,依楞次定律分階段可得出感應(yīng)電流的方向;但從切割磁感線的角度,用右手定則判斷更簡單。由對稱性可知:ad邊、bc邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢相互抵消;ab邊、cd邊所在處的磁場的水平分磁場方向相同,可認(rèn)為水平向右,而整個(gè)下落過程,ab邊對應(yīng)位置的水平磁感強(qiáng)度始終大于cd邊對應(yīng)位置的水平磁感強(qiáng)度,由右手安培定則可判斷出:感應(yīng)電流的方向始終是沿abcd。
  點(diǎn)評:對動(dòng)生電動(dòng)勢,弄清洛倫磁力的分力與安培力的關(guān)系,理解其產(chǎn)生的機(jī)理,對學(xué)生加深教材內(nèi)容的理解和知識的應(yīng)用很有幫助。