电磁感应中的杆和导轨问题.doc

《电磁感应中的杆和导轨问题.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、电磁感应中的杆+导轨问题“杆＋导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是各种考试的热点，考查的知识点多，题目的综合性强，物理情景富于变化，是我们学习中的重点和难点。导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜；轨道可能光滑，也可能粗糙；杆可能有电阻也可能没有电阻；杆的运动状态可分为匀速运动、匀变速运动、非匀变速运动或转动等；磁场的状态可分为恒定不变、均匀变化和非均匀变化等等，多种情景组合复杂，题目形式多变。下面是几种最基本的模型及分析，有兴趣（无兴趣可以无视）的同学可以学习、体会、研究。需要注意的是：模型中的结论是基于表中所述的基本模型而言，不一定有普遍性，物理情景有变化，结论可能不

2、同，但分析的方法是相同的、有普遍性的。1．单杆水平式物理模型匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，棒ab长为L，质量为m，初速度为零，拉力恒为F，水平导轨光滑，除电阻R外，其他电阻不计动态分析设运动过程中某时测得的速度为v，由牛顿第二定律知棒ab的加速度为a＝－=，a、v同向，随速度的增加，棒的加速度a减小，当a＝0时，v最大，电流I＝不再变化收尾状态运动形式匀速直线运动力学特征受力平衡，a＝0电学特征I不再变化2．单杆倾斜式物理模型匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，导轨间距为L，导体棒质量为m，电阻为R，导轨光滑，电阻不计动态分析棒ab刚释放时a＝gsinα，棒ab的速度v↑→感应

3、电动势E＝BLv↑→电流I＝↑→安培力F＝BIL↑→加速度a↓，当安培力F＝mgsinα时，a＝0，速度达到最大vm＝收尾状态运动形式匀速直线运动力学特征受力平衡，a＝0电学特征I不再变化3、有初速度的单杆物理模型杆cd以一定初速度v0在光滑水平轨道上滑动，质量为m2，电阻不计，两导轨间距为L动态分析杆以速度v切割磁感线产生感应电动势E＝BLv，电流I＝，安培力F＝BIL＝.杆做减速运动：v↓⇒F↓⇒a↓，当v＝0时，a＝0，杆保持静止能量转化情况动能全部转化为内能：Q＝mv4、含有电容器的单杆物理模型轨道水平光滑，单杆ab质量为m，电阻不计，两导轨间距为L，拉力F恒定动态分析开始时

4、a＝，杆ab速度v⇒感应电动势E＝BLv，经过时间Δt速度为v＋Δv，此时感应电动势E′＝BL(v＋Δv)，Δt时间内流入电容器的电荷量Δq＝CE′－CE＝CBLΔv电流I＝＝CBL＝CBLa（所以电流的大小恒定）安培力F安＝BLI＝CB2L2a（所以安培力的大小恒定）F－F安＝ma，a＝，所以杆以恒定的加速度匀加速运动能量转化情况F做的功使其它形式的能E其它一部分转化为动能，一部分转化为电场能E电场能：WF＝E其它=mv2＋E电场能5、含有电源时的单杆物理模型轨道水平光滑，单杆ab质量为m，电阻不计，两导轨间距为L动态分析S闭合，ab杆受安培力F＝，此时a＝，杆ab速度v↑⇒感

5、应电动势E感=BLv↑⇒I=↓⇒安培力F＝BIL↓⇒加速度a↓，当E感＝E时，a=0，速度v最大，且vm＝收尾状态运动形式匀速直线运动力学特征合力为零，a＝0电学特征E=E感=BLvI等于零2