¿Cómo utilizar el teorema del momento en física en problemas de inducción electromagnética?

Los problemas que involucran inducción electromagnética son generalmente completos y difíciles de pensar, lo que a menudo crea obstáculos para que los estudiantes resuelvan los problemas. Durante el proceso de enseñanza, el autor encontró que aparecían con mucha frecuencia preguntas relacionadas con el cálculo de la electricidad. Cuando los estudiantes piensan positivamente sobre un tema, a menudo resulta difícil pensar en las reglas utilizadas porque existen relaciones ocultas entre cantidades físicas relacionadas. Por ejemplo, la pregunta 19, la última pregunta de física en el examen de ingreso a la Universidad de Jiangsu en 2006, cae dentro de este tipo de preguntas. A través de mi práctica docente, siento que el efecto ideal se puede obtener a partir de los dos aspectos siguientes.

1 Características y relaciones de dos métodos para captar con precisión la cantidad de electricidad en teoría

Método 1: q = I? t.

¿Qué cantidades físicas se pueden asociar con los dos métodos anteriores? Esto se puede ilustrar con el siguiente diagrama de bloques.

Como se puede ver en el diagrama de bloques anterior, la relación entre estas cantidades físicas puede tener los siguientes tres tipos de problemas:

1. La relación entre cantidades físicas relevantes en el método uno. .

Segundo: la relación entre cantidades físicas relevantes en el método dos.

En tercer lugar, utilice la electricidad como puente para conectar directamente las cantidades físicas en los lados izquierdo y derecho del diagrama de bloques en la figura anterior, como el desplazamiento y la velocidad de la varilla conductora. Sin embargo, dado que el movimiento de la varilla conductora generalmente no es un movimiento lineal uniforme, la fórmula cinemática del movimiento lineal uniforme no se puede utilizar para resolver este problema, por lo que este método es muy inteligente. Este tipo de preguntas son las más difíciles.

2. Fortalecer el conocimiento de la aplicación y mejorar la capacidad de control en la resolución de problemas.

Debido a la comparación de las relaciones entre estas cantidades físicas, no es suficiente dominar teóricamente las relaciones anteriores. Los estudiantes deben desarrollar sus habilidades de aplicación a través de problemas típicos para lograr el dominio. Mire el siguiente ejemplo:

(1) Como se muestra en la Figura 1, dos rieles guía metálicos lisos semicirculares con un radio r se colocan verticalmente uno al lado del otro. En el lado superior izquierdo de la pista, MN tiene indirectamente una resistencia con valor R0. Todo el riel está en un campo magnético uniforme con una intensidad de inducción magnética B verticalmente hacia abajo. La distancia entre los dos rieles es l. Cuando la varilla de metal ab con resistencia R0 y masa m se suelta de MN, llega al riel después del tiempo t. En el punto más bajo, la velocidad es V, excluyendo la fricción. Pregunta:

(1) La cantidad de electricidad que pasa la varilla de ab a cd.

(2)La aceleración de la varilla en CD.

Análisis y soluciones

(1) Algunos estudiantes eligen el teorema del impulso sin pensar basándose en las condiciones conocidas de la pregunta. La fórmula de este proceso es la siguiente:

Obviamente, esta fórmula tiene dos errores: primero, al analizar la fuerza sobre la varilla, se omite la fuerza elástica n de la pista sobre la varilla, por lo que el momento in de la fuerza elástica se omite cuando se utiliza el teorema del momento; en segundo lugar, incluso si se considera in, esta solución es incorrecta, porque la expresión del teorema del momento es un vector, los impulsos de las tres fuerzas no están en la misma línea recta y la dirección de IN cambia constantemente, por lo tanto,

No puedes usar I=Ft para calcular el impulso, ni tampoco puedes usar el segundo método mencionado anteriormente.

Por este motivo, la solución correcta a este problema es aplicar el primer método mencionado anteriormente. La respuesta específica es la siguiente:

Correspondiente a este circuito cerrado, aplique la siguiente fórmula. :

(2) Como se muestra en la Figura 2, sobre una superficie horizontal lisa, hay un campo magnético uniforme verticalmente hacia abajo distribuido en un área con un ancho L y una longitud lateral A (a(a