【错解分析】
错解一:
(1)ab导体下滑过程中受到重力G和框架的支持力N,如图11-10。
根据牛顿第二定律ΣF=ma
mgsinα= ma
a = gsinα
导体的初速度为V
0=0,导体做匀加速直线运动,由运动学公式
v=v
0+at=5t
随着t的增大,导体的速度v增大v
m→∞
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241138010764254.jpg)
由ε=BLv可知
当v
m→∞,电功率P→∞
错解二:
当导体所受合力为零时,导体速度达到最大值。
(1)导体ab受G和框架的支持力N,而做加速运动
由牛顿第二定律
mgsin30°= ma
a = gsin30°
但是导体从静止开始运动后,就会产生感应电动势,回路中就会有感应电流,感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为F
A。
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/2014082411380110719970.jpg)
随着速度v的增加,加速度a逐渐减小。当a=0时,速度v有最大值
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241138011234151.jpg)
分析导体ab下滑过程中物理量变化的因果关系是求ab导体下滑最大速度的关键。
错解一:正是由于对电磁现象规律和力与运动的关系理解不够,错误地分析出ab导体在下滑过程中做匀加速运动。实际上,导体ab只要有速度,就会产生感应电动势,感应电流在磁场中受到安培力的作用。安培力随速度的增加而增大,且安培力的方向与速度方向相反,导体做加速度逐渐减小的变加速直线运动。
错解二:的分析过程是正确的,但是把导体下滑时产生的电动势写错了公式,ε=BLvsin30°中30°是错误的。ε=BLvsinθ中的θ角应为磁感强度B与速度v的夹角。本题中θ=90°。
【正确解答】
(1)导体ab受G和框架的支持力N,而做加速运动由牛顿第二定律
mgsin30°= ma
a = gsin30°= 5(m/s
2)
但是导体从静止开始运动后,就会产生感应电动势,回路中就会有感应电流,感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为F
A![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/2014082411380113916314.jpg)
随着速度v的增加,加速度a逐渐减小。当a=0时,速度v有最大值
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241138009366354.jpg)
(2)在导体ab的速度达到最大值时,电阻上释放的电功率
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241138009677598.jpg)
【小结】:物理解题训练同学们的思维能力。本题要求同学从多角度来看问题。从加速度产生的角度看问题。由于导体运动切割磁感线发生电磁感应产生感应电流,感应电流的受力使得导体所受的合力发生改变,进而使导体的加速度发生变化,直到加速度为零。从能量转化和守恒的角度看:当重力做功使导体的动能增加的同时,导体又要切割磁感线发生电磁感应将动能转化为内能。直至重力做功全部转化为回路的内能。