電磁感應(yīng)：感生電動勢與動生電動勢同時存在

第頁/題問365資源中心電磁感應(yīng):感生電動勢與動生電動勢同時存在的情況產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方式有兩個，一個是導(dǎo)體切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，；叫動生電動勢；另一個是磁場變化引起磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，，叫感生電動勢。如果同時存在感生電動勢和動生電動勢，題目怎么解？請看例題。2003年高考江蘇物理卷第18題（13分）如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10Ω/m，導(dǎo)軌的端點P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m.有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面，已知磁感應(yīng)強度B與時間t的關(guān)系為B=kt，比例系數(shù)k=0.020T/s.一電阻不計的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導(dǎo)軌垂直.在t=0時刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒樱笤趖=6.0s時金屬桿所受的安培力.【解答】以表示金屬桿運動的加速度，在時刻，金屬桿與初始位置的距離＝此時桿的速度=這時，桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積＝l回路的感應(yīng)電動勢＝＋lv而＝＝＝回路的總電阻＝20回路中的感應(yīng)電流=作用于桿的安培力＝li解得＝代入數(shù)據(jù)為＝1.44×10－3N【解析】本題考查電磁感應(yīng)與力學的綜合及分析綜合能力。分析法：F安=BIL=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③ =4\*GB3④=5\*GB3⑤（a為金屬桿的加速度）=6\*GB3⑥（為時刻金屬棒離開PQ的距離）=7\*GB3⑦=8\*GB3⑧以上為分析法，從要求應(yīng)求已知，要求F安，應(yīng)求B和I，要求I，應(yīng)求E和R，逐步推導(dǎo)，直到應(yīng)求的全部已知（確實不可求的，如，可用字母表示，運算中可能約去）。求解過程是：將=2\*GB3②、=5\*GB3⑤、=6\*GB3⑥、=7\*GB3⑦代入=4\*GB3④求出E，=9\*GB3⑨將=9\*GB3⑨與=8\*GB3⑧代入=3\*GB3③求出I=10\*GB3⑩已將約掉，且I與無關(guān)。將=10\*GB3⑩與=2\*GB3②代入=1\*GB3①得F安=最后將已知數(shù)據(jù)代入得F安=1.44×10-3N本題也可以將=10\*GB3⑩式求出階段性數(shù)據(jù)結(jié)果再代入=1\*GB3①式，則I=0.06AF安=本題的創(chuàng)新處也是易錯處在式=4\*GB3④式，即產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的因素有兩個，一個是導(dǎo)體切割磁感線運動產(chǎn)生（叫動生電動勢），另一個是磁場變化引起磁通量變化產(chǎn)生（叫感生電動勢），這是以前的高考試題中未出現(xiàn)過的。因為感生電動勢與動生電動勢在回路中方向相同，所以總電動勢等于二者之和。本題難度：難。2007年高考廣東物理卷第19題(16分)如圖所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M點和P點間連接一個阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。一質(zhì)量為m、電阻為r、長度也剛好為l的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距d0?，F(xiàn)用一個水平向右的力F拉棒ab，使它由靜止開始運動，棒ab離開磁場前已做勻速直線運動，棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計，F(xiàn)隨ab與初始位置的距離x變化的情況如圖，F(xiàn)0已知。求：（1）棒ab離開磁場右邊界時的速度（2）棒ab通過磁場區(qū)域的過程中整個回路所消耗的電能（3）d0滿足什么條件時，棒ab進入磁場后一直做勻速運動RRMNPQabcdefd0dBFOxFOxF02F0d0d0+d【解析】（1）設(shè)離開右邊界時棒ab速度為，則有對棒有：解得：（2）在ab棒運動的整個過程中，根據(jù)動能定理：由功能關(guān)系：解得：（3）設(shè)棒剛進入磁場時的速度為，則有當，