高分策略之电磁感应中杆+导轨模型

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1、牛顿屛平繇乖动量定理I电磁感应现象中的杆+导轨模型受力情况分析•励量观点运动情况分析I能量观点一、单棒问题基本模型运动特点最终特征阻尼式(na逐渐减小的减速运动静止7=0电动式"TxXXXa逐渐减小的加速运动匀速A0（或恒定）发电式1kJa逐渐减小的加速运动匀速/恒定二、含容式单棒问题基本模型运动特点最终特征放电式XX日逐渐减小的加速运动匀速运动1=0无外力充电式臼逐渐减小的减速运动匀速运动/=0有外力充电式¥：13匀加速运动匀加速运动I恒定三、无外力双棒问题基本模型运动特点最终特征无外力等距式j12杆1做白渐小的加速运动杆2做日渐小的减速运动V=V2/=0无外力不等距式1杆1做日渐

2、小的减速运动杆2做日渐小的加速运动3=0/=0LV=UVi四、有外力双棒问题基本模型运动特点最终特征有外力等距式杆1做曰渐大的加速运动杆2做臼渐小的加速运动日1二边，4卩恒定/恒定1LIF12有外力不等距式b1杆1做日渐小的加速运动杆2做臼渐大的加速运动日1工日2,3\日2个旦定/恒定题型一阻尼式单棒模型如图。1.电路特点：导体棒相当于电源。2.安培力的特点：安培力为阻力，并随速度减小而减小。“二BH二三严R+厂3.加速度特点：加速度随速度减小而减小，a二二4.运动特点：速度如图所示。&减小的减速运动4.最终状态:静止5.三个规律(1)能塑关系：rrnvs-0=Q,二(2)动量关

3、系：一顾•&=0-R+rmvDq二if(3)瞬时加速度:a=m(R+r)【典例1】如图所示，在光滑的水平而上，有一乖直向下的匀强磁场分布在宽为L的区域内,有一个边长为a(a

4、线圈穿出磁场的过程，据动量定理可得—仏亍-％〒W-叫由上述二式可得“苓'即讥项正确。【典例2】如图所示，AB杆受一冲量作用后以初速度vo=4m/s沿水平面内的固定轨道运动，经一段时间后而停止.AB的质量为m-5g,导轨宽为L=0.4m,电阻为R二2Q,英余的电阻不计，磁感强度B=0.5T,棒和导轨间的动摩擦因数为M=0.4,测得杆从运动到停止的过程中通过导线的电量q二10光，求：上述过程屮(g取10m/s2)XX/XXXXXX1VoXBXXXfXXBXX(1)AB杆运动的距离;(2)AB杆运动的时间；(3)当杆速度为加/s时，其加速度为多大?【答案】(1)0.Im；(2)0.9s；(3

5、)12m/s2.【解析】(1)AB棒切割磁感线产生感应电流，设向右运动的距离为心则平均感应电动势为E=△jBLxAt平均感应电流为云车器，流过的电荷量为q=lAt=-^RRAtR代入解得：x=^10~2><2-0.ImBL0.5X0.4(2)根据动量定理有:-(F安t+umgt)=0-mvo而F安t二BLt二BLq,得：BLq+umgt=mv0,解得：t二0.9s(3)当杆速度为2m/s吋，由感应电动势为：E=BLv安培力为：F=BIL,而1=然后根据牛顿第二定律：F+nnig二ma.R2T2代入得：—[1mg=iriaK解得加速度：a=12m/s2,题型二发电式单棒1.电路特点导体棒

6、相当于电源，当速度为卩时，电动势E=B1v2.安培力的特点ocV安培力为阻力，并随速度增大而增大.Fb=BI1=Btt7Z=tT2.加速度特点加速度随速度增大而减小.aFFE/tmgmB2l2V2.运动特点：速度如图所示。日减小的加速运动3.最终特征：匀速运动4.两个极值厂0时，有最大加速度:(2)曰P时,有最人速度：aB2l2v八a5.稳泄后的能量转化规律6.起动过程中的三个规律(1)动量关系：Ft-BLq-“m供=mvm-0(2)能虽关系：Fs=Qe+fimgS+中m谚(3)瞬时加速度:7n(A+r)-y-9=0A0n—二Z?+rR^r7.几种变化(1)电路变化lxXX(2)磁场方

7、向变化若匀加速拉杆则F大小恒定吗?(2)导轨面变化(竖直或倾斜)加沿斜面恒力或通过定滑轮挂一重物或加一开关【典例3］如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为仍的金属棒弘导轨的一端连接电阻R,其他电阻均不计,磁感应强度为〃的匀强磁场垂直于导轨平而向下，金属棒”在一水平恒力尸作用下由静止开始向右运动.则()hA.随着劝运动速度的增大，英加速度也增大B.外力尸对”做的功等于电路中产生的电能C.当必做匀速运动时，外力尸做功的功率等于电路中的电功