高三物理二輪復(fù)習(xí)訓(xùn)練帶電粒子Word版

1、 高三物理 導(dǎo)體棒專題 教師：任利明 20130117導(dǎo)體棒問題屬于電磁學(xué)和力學(xué)的綜合問題。往往一道試題包含多個(gè)知識(shí)點(diǎn)（電路、磁場、電磁感應(yīng)、力、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量、能量等）的綜合應(yīng)用，處理這類問題必須熟練掌握相關(guān)的知識(shí)和規(guī)律，還要求有較高的分析能力、邏輯推斷能力，以及綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力等。導(dǎo)體棒問題既是高中物理教學(xué)的重要內(nèi)容，又是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。同學(xué)們在復(fù)習(xí)過程中應(yīng)進(jìn)行歸類總結(jié)，抓住電路分析、受力狀態(tài)分析、運(yùn)動(dòng)過程分析及動(dòng)量能量分析，四個(gè)要點(diǎn)，再演繹推廣，駕馭知識(shí)的能力將會(huì)提升到一個(gè)新的層次，現(xiàn)采擷幾例，進(jìn)行歸類剖析和拓展，引導(dǎo)同學(xué)們熟練處理此類問題，直擊高考。一、單導(dǎo)體棒問題

2、1給初速度的 2給外加恒力，無初速度的3豎直面內(nèi)的4電路中有電源驅(qū)動(dòng)的5導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割例1：如圖所示，形導(dǎo)線框水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2T的勻強(qiáng)磁場中磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,導(dǎo)線MN和PQ足夠長,間距為0.5m,橫跨在導(dǎo)線框上的導(dǎo)體棒ab的電阻r=1.0,接在NQ間的電阻R=4.0,電壓表為理想電表,其余電阻不計(jì).若導(dǎo)體棒在水平外力作用下以速度v=2.0m/s向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)線框間的摩擦.（1）通過電阻的電流方向如何?（2）電壓表的示數(shù)為多少? (3) 若某一時(shí)刻撤去水平外力,則從該時(shí)刻起,在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)1.0m的過程中,通過導(dǎo)體棒的電荷量為多少? 例2：下列三圖中除

3、導(dǎo)體棒ab可動(dòng)外，其余部分均固定不動(dòng)，甲圖中的電容器C原來不帶電。設(shè)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也不計(jì)。圖中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面(即紙面)向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌足夠長。今給導(dǎo)體棒ab一個(gè)向右的初速度，在甲、乙、丙三種情形下導(dǎo)體棒ab的最終運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是 A.三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均做勻速運(yùn)動(dòng)B.三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均靜止C.乙、丙中，ab棒最終將做勻速運(yùn)動(dòng)； 甲中，ab棒最終靜止D.甲、丙中，ab棒最終將做勻速運(yùn)動(dòng)； 乙中，ab棒最終靜止例3：如圖所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L0、M、P兩點(diǎn)

4、間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦。（1）由b向a方向看到的裝置如圖13-3-3所示，請?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖；（2）在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大??；（3）求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值。例4：如圖所示，半徑為L粗細(xì)均勻的金屬圓環(huán)，其阻值為R處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，另有一長度為L，電阻為的金屬棒OA可

5、繞O軸在磁場中以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中金屬棒的A端與金屬圓環(huán)接觸良好，一阻值為的定值電阻分別與桿的O端和金屬圓環(huán)邊緣C連接，求電路中總電流的變化范圍？ O A C B二、雙導(dǎo)體棒問題Bv0Lacdb圖17例5：兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L。導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖17所示兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計(jì)在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行開始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度v0若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求：（1）在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生

6、的焦耳熱最多是多少（2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/4時(shí)，cd棒的加速度是多少？例6：如圖所示，固定于同一水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌分為兩段且相連，AB段的寬為CD段寬的2倍，BC兩側(cè)兩段導(dǎo)軌足夠長且處在豎直方向的同一勻強(qiáng)磁場B中，兩質(zhì)量均為m的直金屬棒a、b分別放在AB、CD段且均與導(dǎo)軌垂直?，F(xiàn)給a施以作用時(shí)間極短的沖擊，使其獲得大小為V0的初速度。求；（1）若a、b距離兩端導(dǎo)軌的連接處BC足夠遠(yuǎn)，則a在AB段上，b在CD段上的最終速度各為多大？（2）從a獲得的初速度V0到a和b達(dá)到上述最終速度的過程中，系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量是多少？例7：如圖所示，足夠長的水平光滑導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量均為m，電阻均為R的導(dǎo)體棒ab、cd靜止于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌良好接觸，今對導(dǎo)體棒ab施加水平向右的恒力F而使之由靜止開始運(yùn)動(dòng).（1）試分析兩根導(dǎo)體棒的