题目定位:第25题,金属棒和导体框在斜面和磁场里的多过程运动。
解题口诀:分段分析,受力定加速度,速度、位移关系是关键。多物体多过程,核心就是找清楚每个阶段每个物体各自怎么动。
第一段(金属棒进磁场前):棒和框一起从静止开始匀加速下滑。加速度公式:a₁ = g sinα。用运动学求棒进磁场时的速度v₀。
第二段(棒在磁场中,框还在磁场外):
分析套路:棒在磁场里匀速,框还在外面匀加速。受力是关键。
受力口诀:棒受到安培力沿斜面向上、滑动摩擦力向下。框受摩擦力向上(因为棒速度小于框,棒相对框向上运动)。
核心方程组:
1. 对棒(匀速):F安 + mg sinα = μmg cosα(设棒质量m)。
2. 对框(匀加速):Mg sinα
结合第二段运动时间、位移关系(框到磁场边时棒刚好出磁场),就能解出第(1)问的F安和第(2)问的m和μ。
第三段(棒出磁场,框进磁场匀速):
解题句式:“框匀速运动距离”就是框在磁场里匀速运动的那段位移。
操作步骤:先求出框刚进磁场时的速度(就是第二段结束时的速度)。框在磁场里匀速,受力平衡:Mg sinα = F安'(框的EF边切割磁感线产生新安培力)。框匀速运动到开始加速为止,这段位移用运动学公式算。
拿分高频考点:
1. 斜面匀加速运动学公式。
2. 切割磁感线产生的安培力公式F = B²L²v/R。
3. 滑动摩擦力公式f = μN。
4. 多物体问题找速度、位移、时间的关联。