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1、电磁感应典型习题“等效法”处理电磁感应问题【例证1】在同一水平面中的光滑平行导轨P、Q相距l=1 m，导轨左端接有如图所示的电路.其中水平放置的两平行板电容器两极板M、N间距d=10 mm，定值电阻R1=R2=12 ，R3=2 ，金属棒ab的电阻r=2 ,其他电阻不计，磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m=110-14 kg，电荷量q=-110-14 C的微粒恰好静止不动.已知g=10 m/s2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，且运动速度保持恒定.试求：(1)匀强磁场的方向;(2)ab两端的电压;(3)金属棒
2、ab运动的速度.【解题指南】解答本题应从以下两点重点把握：(1)以微粒的受力情况为突破口，确定电场的大小和方向.(2)确定“等效电源”，画出等效电路，结合闭合电路欧姆定律进行分析计算.【自主解答】(1)微粒受到重力和电场力而静止，因重力竖直向下，则电场力竖直向上，故M板带正电.ab棒向右切割磁感线产生感应电动势，ab棒等效于电源，其a端为电源的正极，等效电路如图所示：由右手定则可判断，匀强磁场方向竖直向下.(2)微粒受到重力和电场力而静止，则有mg=Eq，所以R3两端电压与电容器两端电压相等，由欧姆定律得通过R3的电流ab棒两端的电压为(3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势E=Blv，由闭合电
3、路欧姆定律得：E=Uab+Ir=0.5 V，联立可得答案：(1)竖直向下 (2)0.4 V (3)1 m/s【总结提升】应用“等效法”解题时应注意的问题“等效法”是从事物间的等同效果出发来研究问题的科学思维方法.运用等效法，可以在某种物理意义效果相同的前提下，把实际的、复杂的物理现象、物理过程转化为理想的、简单的、等效的物理现象、物理过程来处理.在使用等效法处理问题时应注意以下两点：(1)等效前和等效后的物理现象和物理过程应遵守相同的物理规律.(2)等效法的实质是“等同性”，常见的等效法有三种：模型的等效、过程的等效、作用的等效.4.在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场B1中，线框平面与磁
4、场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒ab，导体棒与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场B2中，该磁场的磁感应强度恒定，方向垂直导轨平面向下，如图甲所示.磁感应强度B1随时间t的变化关系如图乙所示，01.0 s内磁场方向垂直线框平面向下.若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体棒所受的摩擦力Ff随时间变化的图象是( )【解析】选D.01 s，根据楞次定律可得，棒中电流由b到a，由于磁场均匀变化，感应电动势大小恒定，感应电流的大小不变.对棒由左手定则可知，其受到的安培力向左，大小不变，故摩擦力向右，且大小不变;12 s内，无感应电流;同理可知23 s内，棒所受安培力向右，大小不变，故摩擦力向左，且大小不变.故D正确.CD
