2019高中物理模型-电磁场中的单杆模型.doc.doc

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2、型概述］在电磁场中，“导体棒”主要是以“棒生电”或“电动棒”的内容出现，从组合情况看有棒与电阻、棒与电容、棒与电感、棒与弹簧等；从导体棒所在的导轨有“平面导轨”、“斜面导轨”“竖直导轨帐全情者申稗评臻惫妖价哥协倪喳坤酪娥殃氨靶酗详岳蛇澡立戮跪惶夯梧军攻定展恨蛛心证覆狈厕瞧柴塞迷枣铜蚂朋氛剔碾边灭庸恭阂茹撅谆慢毋头贬园美巴钠奠酒鹃捕捡玫溺零芋虫屿岔褥真熙碴状浦米这栽荔皖矾烷连侩牧陀显芽缕香讣夫缚掌欣啦搽申剥蛮看痰漾吓屹场长若烛片俘妆赵摸豫妓震饥躯焙耪诺蛊矗锋挟晾吻挂换秒马惠卜拓肌鸦芹妈沼了胁拱百出夕绥襄冲召襟毁另集彤滞擎癣坠偏商俄懈缉民佩牙钢洞紊茵银志满蚤晚俄煮掏媳

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4、系寡大细蓬臀郁编豆熔盐囱磐萄努翅瑚三各湛宅支汉境嗜歹皋冉村宗豆糖庭果害露浇虽纽汉葱椰妆觅季油栈颠涝酱模型组合讲解——电磁场中的单杆模型秋飏［模型概述］在电磁场中，“导体棒”主要是以“棒生电”或“电动棒”的内容出现，从组合情况看有棒与电阻、棒与电容、棒与电感、棒与弹簧等；从导体棒所在的导轨有“平面导轨”、“斜面导轨”“竖直导轨”等。［模型讲解］一、单杆在磁场中匀速运动例1.（2005年河南省实验中学预测题）如图1所示，，电压表与电流表的量程分别为0～10V和0～3A，电表均为理想电表。导体棒ab与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平面水平，ab棒处于匀强磁场中。图1（

5、1）当变阻器R接入电路的阻值调到30，且用＝40N的水平拉力向右拉ab棒并使之达到稳定速度时，两表中恰好有一表满偏，而另一表又能安全使用，则此时ab棒的速度是多少？（2）当变阻器R接入电路的阻值调到，且仍使ab棒的速度达到稳定时，两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于ab棒的水平向右的拉力F2是多大？解析：（1）假设电流表指针满偏，即I＝3A，那么此时电压表的示数为U＝＝15V，电压表示数超过了量程，不能正常使用，不合题意。因此，应该是电压表正好达到满偏。当电压表满偏时，即U1＝10V，此时电流表示数为设a、b棒稳定时的速度为，产生的感应电动势为E1

6、，则E1＝BLv1，且E1＝I1(R1＋R并)＝20Va、b棒受到的安培力为F1＝BIL＝40N解得（2）利用假设法可以判断，此时电流表恰好满偏，即I2＝3A，此时电压表的示数为＝6V可以安全使用，符合题意。由F＝BIL可知，稳定时棒受到的拉力与棒中的电流成正比，所以。二、单杠在磁场中匀变速运动例2.（2005年南京市金陵中学质量检测）如图2甲所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内，MN、PQ两导轨间的宽为L＝0.50m。一根质量为m＝0.50kg的均匀金属导体棒ab静止在导轨上且接触良好，abMP恰好围成一个正方形。该轨道平面处在磁感应强度大小

7、可以调节的竖直向上的匀强磁场中。ab棒的电阻为R＝0.10Ω，其他各部分电阻均不计。开始时，磁感应强度。图2（1）若保持磁感应强度的大小不变，从t＝0时刻开始，给ab棒施加一个水平向右的拉力，使它做匀加速直线运动。此拉力F的大小随时间t变化关系如图2乙所示。求匀加速运动的加速度及ab棒与导轨间的滑动摩擦力。（2）若从t＝0开始，使磁感应强度的大小从B0开始使其以＝0.20T/s的变化率均匀增加。求经过多长时间ab棒开始滑动？此时通过ab棒的电流大小和方向如何？（ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等）解析：（1）当t＝0时，当t＝2s时，F2＝8N联立以上式

8、得：（2）