一、用动量定理解决电磁感应问题
导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀变速直线运动时,安培力的冲量为:I安=BLt=BLq,通过导体棒或金属框的电荷量为:q=Δt=Δt=nΔt=n,磁通量变化量:ΔΦ=BΔS=BLx。如果安培力是导体棒或金属框受到的合外力,则I安=mv2-mv1。
当题目中涉及速度v、电荷量q、运动时间t、运动位移x时常用动量定理求解更方便。
例1 (多选)如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ。两导轨间距为l,电阻均可忽略不计。在M和Q之间接有一阻值为R的电阻。导体杆ab质量为m、电阻为r,并与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0,使杆向右运动。ab杆最后停在导轨上。下列说法正确的是( AD )
A.整个过程回路产生的热量为mv
B.整个过程通过电阻的电量为q=
C.ab杆速度减为时,通过电阻器的电量q=
D.ab杆速度减为时,ab杆通过的位移x=。
[解析] 整个过程中,由能量守恒定律知,整个过程产生热量为mv,故A项正确;
由动量定理得:-Bl·t=0-mv0,又q=t,
整个过程通过电阻的电量为:q=,故B项错误;
当ab杆速度减为时,
由动量定理得:-Bl·t=m-mv0,又q=t,
通过电阻器的电量为:q=,故C项错误;
根据q==,
ab杆通过的位移为:x=,故D项正确。