【评析】
运用动量守恒定律和机械能守恒定律之前,要判断题目所给的过程是否满足守恒的条件。动量守恒的条件是:系统所受的合外力为零,或者是在某一方向上所受的合外力为零,则系统在该方向上动量的分量守恒。
例16 在如图11-21所示的水平导轨上(摩擦、电阻忽略不计),有竖直向下的匀强磁场,磁感强度B,导轨左端的间距为L1=
对PQ分别应用动量定理得
【错解原因】
错解中对P,Q的运动过程分析是正确的,但在最后求速度时运用动量守恒定律出现错误。因为当P,Q在水平轨道上运动时,它们所受到的合力并不为零。FP=2Bll FQ=Bll(设I为回路中的电流),因此P,Q组成的系统动量不守恒。
【分析解答】
设P棒从进入水平轨道开始到速度稳定所用的时间为△t,P,Q
当P棒进入水平轨道后,切割磁感线产生感应电流。P棒受到安培力作用而减速,Q棒受到安培力而加速,Q棒运动后也将产生感应电动势,与P棒感应电动势反向,因此回路中的电流将减小。最终达到匀速运动时,回路的电流为零,所以
εP=εQ
即2BlvP=BlvQ
2vp=vQ
对于P,Q棒,运用动量守恒定律得到
mv0=mvp+mvQ
【错解】
设P,Q棒的质量为m,长度分别为
图11
例15 如图 11-20所示光滑平行金属轨道abcd,轨道的水平部分bcd处于竖直向上的匀强磁场中,bc部分平行导轨宽度是cd部分的2倍,轨道足够长。将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道的ab段和cd段。P棒位于距水平轨道高为h的地方,放开P棒,使其自由下滑,求P棒和Q棒的最终速度。
【错解】
当电键闭合时.A灯与线圈L串联,B灯与R串联后分别并联于电源两端。虽然K闭合瞬间线圈会产生自感,即阻碍通过线圈支路电流的的增加。但A灯与L串联后并联接在电源上。电源两端有电压,就会有电流,所以AB都应该同时亮起来。只是闭合K的瞬间A灯不能达到应有的电流而亮度发暗。K闭合一段时间后两灯达到同样的亮度。所以A灯逐渐变亮,B灯亮度不发生变化,选D。
【错解原因】
选择D选项时对自感现象理解不够。在K闭合的瞬间,通过每盏灯的电流到底怎样变化不清楚。
【分析解答】
电键闭合的瞬间,线圈由于自感产生自感电动势,其作用相当于一个电源。这样对整个回路而言相当于两个电源共同作用在同一个回路中。两个电源各自独立产生电流,实际上等于两个电流的叠加。根据上述原理可在电路中标出两个电源各自独立产生的电流的方向。
【评析】
没有规矩不能成方圆。解决电磁感应的问题其基本解题步骤是:(1)通过多角度的视图,把磁场的空间分布弄清楚。(2)在求感应电动势时,弄清是求平均电动势还是瞬时电动势,选择合适的公式解题。(3)进行电路计算时要画出等效电路图作电路分析,然后求解。
例14 如图11-18所示,A,B是两个完全相同的灯泡,L是自感系数较大的线圈,其直流电阻忽略不计。当电键K闭合时,下列说法正确的是 [ ]
A.A比B先亮,然后A熄灭
B.B比A先亮,然后B逐渐变暗,A逐渐变亮
C.AB一齐亮,然后A熄灭
D.A、人一齐亮.然后八逐渐变亮.D的亮度不变
(3)观察fcbe电路
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