高中物理電磁感應(yīng)雙桿模型

1、電磁感應(yīng)雙桿模型學生姓名： 年 級： 老 師： 上課日期： 時 間： 課 次： 電磁感應(yīng)動力學分析1受力情況、運動情況的動態(tài)分析及思考路線導體受力運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流通電導體受安培力合力變化加速度變化速度變化感應(yīng)電動勢變化周而復(fù)始地循環(huán)，直至最終達到穩(wěn)定狀態(tài)，此時加速度為零，而導體通過加速達到最大速度做勻速直線運動或通過減速達到穩(wěn)定速度做勻速直線運動2解決此類問題的基本思路解決電磁感應(yīng)中的動力學問題的一般思路是“先電后力”(1)“源”的分析分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源參數(shù)E和r；(2)“路”的分析分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便求解安培力；(3

2、)“力”的分析分析研究對象(常是金屬桿、導體線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力；(4)“運動”狀態(tài)的分析根據(jù)力和運動的關(guān)系，判斷出正確的運動模型3兩種狀態(tài)處理(1)導體處于平衡態(tài)靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)處理方法：根據(jù)平衡條件(合外力等于零)，列式分析(2)導體處于非平衡態(tài)加速度不為零處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進行動態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析4電磁感應(yīng)中的動力學臨界問題(1)解決這類問題的關(guān)鍵是通過運動狀態(tài)的分析尋找過程中的臨界狀態(tài)，如由速度、加速度求最大值或最小值的條件(2)基本思路注意當導體切割磁感線運動存在臨界條件時：(1)若導體初速度等于臨界速度，導體勻速切割磁感線；(2)若導體

3、初速度大于臨界速度，導體先減速，后勻速運動；(3)若導體初速度小于臨界速度，導體先加速，后勻速運動1、【平行等間距無水平外力】如圖所示，兩根足夠長的固定的平行金屬導軌位于同一水平面內(nèi)，兩導軌間的距離為L，導軌上面橫放著兩根導體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，兩根導體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計在整個導軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B設(shè)兩導體棒均可沿導軌無摩擦地滑行，開始時，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度v0，若兩導體棒在運動中始終不接觸，求：（1）在運動中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？（2）當ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/4時，cd棒的加速度是多少？2、【平

4、行不等間距無水平外力】如圖所示，光滑導軌EF、GH等高平行放置，EG間寬度為FH間寬度的3倍，導軌右側(cè)水平且處于豎直向上的勻強磁場中，左側(cè)呈弧形升高。ab、cd是質(zhì)量均為m的金屬棒，現(xiàn)讓ab從離水平軌道h高處由靜止下滑，設(shè)導軌足夠長。試求：（1）ab、cd棒的最終速度。（2）全過程中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱。3、【等間距受水平外力】兩根平行的金屬導軌，固定在同一水平面上，磁感B=0.50T的勻強磁場與導軌所在平面垂直，導軌的電阻很小，可不計導軌間的距離l=0.20m兩根質(zhì)量均為m=0.10kg的平行桿甲、乙可在導軌上無摩擦地滑動，滑動過程中與導軌保持垂直，每根金屬桿的為電阻R=0.50，在t=0時

5、刻，兩桿都處于靜止狀態(tài)現(xiàn)有一與導軌平行，大小為0.20N的作用于金屬桿甲上，使金屬桿在導軌上滑動經(jīng)過t=0.5s，金屬桿甲的加速度a=1.37m/s2，問此時兩金屬桿的速度各為多少？4、如圖所示，足夠長的光滑金屬框豎直放置，框?qū)扡0.5 m框的電阻不計，勻強磁場磁感應(yīng)強度B1 T，方向與框面垂直，金屬棒MN的質(zhì)量為100 g，電阻為1 現(xiàn)讓MN無初速地釋放并與框保持接觸良好的豎直下落，從釋放到達到最大速度的過程中通過棒某一橫截面的電量為2 C，求此過程中回路產(chǎn)生的電能（空氣阻力不計，g10 m/s2）答案3.2 J5、如圖所示，PQ、MN是水平面愉兩根光滑的足夠長平行導軌，導軌間距為L=2m，

6、電阻不計，導軌左端與一個“12V，3W”的小燈泡連接，在導軌上放一根長為2m、電阻為r=4的導體棒ab，導體所在空間存在垂直導軌平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B=0.5T，當導體棒ab在向右的恒力F作用下勻速運動時，小燈泡恰能在額定功率下工作求：（1）導體棒勻速運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；（2）導體棒勻速運動的速度大小；（3）恒力F的功率大小6、如圖所示，水平放置的平行金屬導軌寬度為d1 m，導軌間接有一個阻值為R2 的燈泡，一質(zhì)量為m1 kg的金屬棒跨接在導軌之上，其電阻為r1 ，且和導軌始終接觸良好整個裝置放在磁感應(yīng)強度為B2 T的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下現(xiàn)對金屬棒施加一水平

7、向右的拉力F，使金屬棒從靜止開始向右運動求：(1)若金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.2，施加的水平恒力為F10 N，則金屬棒達到的穩(wěn)定速度v1是多少？(2)若金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.2，施加的水平力功率恒為P6 W，則金屬棒達到的穩(wěn)定速度v2是多少？(3)若金屬棒與導軌間是光滑的，施加的水平力功率恒為P20 W，經(jīng)歷t1 s的過程中燈泡產(chǎn)生的熱量為QR12 J，則此時金屬棒的速度v3是多少？答案(1)6 m/s(2)1.5 m/s(3)2 m/s4、如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5 m，其電阻不計，兩導軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角，完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m=0.02 kg，電阻均為R=0.1 ，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.2 T，棒ab在平行于導軌向上的力F作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰好能夠保持靜止。取g