襄汾高級中學一輪復習電磁感應中的導體2

《電磁感應中的導軌類問題之二》2/1/20231規(guī)范比盲目求快更重要二、含容式單棒問題放電式無外力充電式F運動特點最終特征基本模型v0有外力充電式a逐漸減小的加速運動勻速運動I＝0a逐漸減小的減速運動勻速運動I＝0勻加速運動勻加速運動I恒定2/1/20232規(guī)范比盲目求快更重要a.電容放電式：1．電路特點電容器放電，相當于電源；導體棒受安培力而運動。2．電流的特點電容器放電時，導體棒在安培力作用下開始運動，同時產生阻礙放電的反電動勢，導致電流減小，直至電流為零，此時UC=Blvm3．運動特點a漸小的加速運動，最終做勻速運動。4．最終特征勻速運動但此時電容器帶電量不為零vmtvO2/1/20233規(guī)范比盲目求快更重要a.電容放電式：5．最大速度vm電容器充電量：vtOvm放電結束時電量：電容器放電電量：對桿應用動量定理：2/1/20234規(guī)范比盲目求快更重要a.電容放電式：6．達最大速度過程中安培力對導體棒做的功：易錯點：認為電容器最終帶電量為零2/1/20235規(guī)范比盲目求快更重要b.無外力充電式1．電路特點導體棒相當于電源;電容器被充電.2．電流的特點導體棒相當于電源;F安為阻力，棒減速,E減小,有I感

I感漸小電容器被充電。UC漸大，阻礙電流.當Blv=UC時，I=0，F(xiàn)安=0，棒勻速運動。3．運動特點a漸小的加速運動，最終做勻速運動。4．最終特征:勻速運動但此時電容器帶電量不為零v0vOtv2/1/20236規(guī)范比盲目求快更重要b.無外力充電式5．最終速度電容器充電量：最終導體棒的感應電動勢等于電容兩端電壓：對桿應用動量定理：2/1/20237規(guī)范比盲目求快更重要c.有外力充電式1．電路特點導體為發(fā)電邊；電容器被充電。2．三個基本關系F導體棒受到的安培力為：導體棒加速度可表示為：回路中的電流可表示為：2/1/20238規(guī)范比盲目求快更重要c.有外力充電式3．四個重要結論：v0OtvF(1)導體棒做初速度為零勻加速運動：(2)回路中的電流恒定：(3)導體棒受安培力恒定：(4)導體棒克服安培力做的功等于電容器儲存的電能：證明2/1/20239規(guī)范比盲目求快更重要c.有外力充電式4．幾種變化：F(1)導軌不光滑(2)恒力的提供方式不同(3)電路的變化F2/1/202310規(guī)范比盲目求快更重要c.有外力充電式練習：如圖所示，水平放置的金屬導軌寬為L，質量為m的金屬桿ab垂直放置在導軌上，導軌上接有阻值為R的電阻和電容為C的電容器以及電流表。豎直向下的勻強磁場的磁感應強度為B。現(xiàn)用水平向右的拉力使ab桿從靜止開始以恒定的加速度向右做勻加速直線運動，電流表讀數(shù)恒為I，不計其它電阻和阻力。求：（1）ab桿的加速度。（2）t時刻拉力的大小。

2/1/202311規(guī)范比盲目求快更重要在如圖所示甲、乙、丙三圖中，除導體棒ab可動外，其余部分均固定不動，甲圖中的電容器C原來不帶電，設導體棒、導軌和直流電源的電阻均可忽略不計，導體棒和導軌間的摩擦也忽略不計，圖中裝置均在水平面內，且都處于方向垂直水平面（即紙面）向下的勻強磁場中，導軌足夠長.今給導體棒ab一個向右的初速度v0，在甲、乙、丙三種情形下導體棒ab的最終運動狀態(tài)是（

）A.三種情形下導體棒ab最終均做勻速運動B.甲、丙中ab棒最終將以不同的速度做勻速運動，乙中ab棒最終靜止C.甲、丙中ab棒最終將以相同的速度做勻速運動，乙中ab棒最終靜止D.三種情形下ab棒最終都靜止2/1/202312規(guī)范比盲目求快更重要

(2011·江蘇高考)如圖所示，水平面內有一平行金屬導軌，導軌光滑且電阻不計．勻強磁場與導軌平面垂直．阻值為R的導體棒垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸良好．t＝0時，將開關S由1擲到2.q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度．下列圖象正確的是2/1/202313規(guī)范比盲目求快更重要(2013山西）如圖，兩條平行導軌所在平面與水平地面的夾角為θ，間距為L。導軌上端接有一平行板電容器，電容為C。導軌處于勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向垂直于導軌平面。在導軌上放置一質量為m的金屬棒，棒可沿導軌下滑，且在下滑過程中保持與導軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導軌上端由靜止開始下滑，求:(1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關系；(2)金屬棒的速度大小隨時間變化的關系。2/1/202314規(guī)范比盲目求快更重要（1）4.5C（2）1.8J（3）5.4J(2012年天津高考）如圖所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內，導軌間距L=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的電阻，一質量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=0.4T。棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始a=2m/s2的加速度做勻加速運動，當棒的位移x=9m時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產生的焦耳熱之比Q1:Q2=2:1.導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求（1）棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q；（2）撤去外力后回路中產生的焦耳熱Q2；（3）外力做的功W。2/1/202315規(guī)范比盲目求快更重要如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，勻強磁場垂直于導軌平面，磁感應強度為B.將質量為m的導體棒由靜止釋放，當速度達到v時開始勻速運動，此時對導體棒施加一平行于導軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導體棒最終以2v的速度勻速運動．導體棒始終與導軌垂直且接觸良好，不計導軌和導體棒的電阻，重力加速度為g.下列選項正確的是(

)A．P＝2mgvsinθB．P＝3mgvsinθC．當導體棒速度達到時加速度大小為sinθD．在速度達到2v以后勻速運動的過程中，

R上產生的焦耳熱等于拉力所做的功2/1/202316規(guī)范比盲目求快更重要如圖所示，寬度L＝1m的足夠長的U形金屬框架水平放置，框架處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B＝1T，框架導軌上放一根質量m＝0.2kg、電阻R＝1.0Ω的金屬棒ab，棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，現(xiàn)用功率恒為6W的牽引力F使棒ab從靜止開始沿導軌運動(ab棒始終與導軌接觸良好且垂直)，當棒ab的電阻R產生熱量Q＝5.8J時獲得穩(wěn)定速度，此過程中，通過棒ab的電荷量q＝2.8C(框架電阻不計，g取10m/s2)．問：

(1)棒ab達到的穩(wěn)定速度多大？(2)棒ab從靜止到穩(wěn)定速度的時間多少？2/1/202317規(guī)范比盲目求快更重要如圖所示，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于豎直平面內的形框，水平導體棒MN可沿兩側足夠長的光滑導軌下滑而不分離，除R外，裝