导轨+杆模型的几种类型型.docx

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1、类型阻尼式电动式发电式示意图已知量棒长L,质量m,电阻R,初速度;导轨光滑水平,电阻不计棒长L,质量m,电阻R;电源电动势E;导轨光滑,电阻不计棒长L,质量m,电阻R,恒力F;导轨光滑水平,电阻不计过程分析棒向右运动产生感应电流,受到安培力作用,阻碍运动,棒速度v↓→加速度a=↓→最后a=0,v=0棒受安培力,此时加速度,棒速度v↑→感应电动势E′=BLv↑→电流I↓→安培力F=BIL↓→加速度a↓,当安培力F=0时,a=0,v最大,最后匀速运动]棒受到恒力作用,此时加速度a=,棒速度v↑→感应电动势E=BLv↑→电流I=↑→安

2、培力FA=BIL↑→加速度a=↓,当安培力FA=F时,a=0,v最大,最后匀速运动:学科运动形式[来源:学

3、科

4、网]变减速运动变加速运动变加速运动最终状态静止匀速运动,匀速运动能量转化克服安培力做功,把动能转化为电能通过安培力做功,把电能转化为动能克服安培力做功,把其他形式能转化为内能1.阻尼式单棒:(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。(3)加速度特点:加速度随速度减小而减小(4)运动特点:a减小的减速运动(5)最终状态:静止(6)三个规律:①能量关系:②动量关系:③瞬时加速度

5、:2.电动式单棒(1)电路特点:导体为电动边,运动后产生反电动势。(2)安培力的特点:安培力为运动动力,并随速度减小而减小。(3)加速度特点:加速度随速度增大而减小(4)运动特点:a减小的加速运动(5)最终特征:匀速运动(6)两个极值:①最大加速度:v=0时,E反=0,电流、加速度最大②最大速度:稳定时,速度最大,电流最小(7)稳定后的能量转化规律:3.发电式单棒(1)电路特点:导体棒相当于电源,当速度为v时,电动势E=Blv(2)安培力的特点:安培力为阻力,并随速度增大而增大(3)加速度特点:加速度随速度增大而减小(4)运动特

6、点:a减小的加速运动(5)最终特征:匀速运动(6)两个极值:①v=0时,有最大加速度:②a=0时,有最大速度:[来源:Zxxk.Com]③瞬时加速度:4.电容放电式单棒(1)电路特点:电容器放电,电容器相当于电源;导体棒受安培力而运动。(2)电流特点:电容器放电时,导体棒在安培力作用下开始运动,同时产生阻碍放电的反电动势,导致电流减小,直至电流为零,此时UC=Blv(3)运动特点:a渐小的加速运动,最终做匀速运动。(4)最终特征:匀速运动但此时电容器带电量不为零(5)最大速度vm的计算:电容器充电量:放电结束时电量:电容器放电电

7、量:对杆应用动量定理:所以5.电容无外力充电式单棒(1)电路特点:导体棒相当于电源;电容器被充电.(2)电流特点:F安为阻力,棒减速,E减小,I感渐小电容器被充电。UC渐大,阻碍电流,当Blv=UC时,I=0,F安=0,棒匀速运动。(3)运动特点:a渐小的加速运动,最终做匀速运动。(4)最终特征:匀速运动但此时电容器带电量不为零(5)最终速度的计算:电容器充电量:最终导体棒的感应电动势等于电容两端电压:对杆应用动量定理:所以6.电容有外力充电式单棒(1)电路特点:导体为发电机;电容器被充电。(2)三个基本关系:①导体棒受到的安培

8、力为:②导体棒加速度可表示为:③回路中的电流可表示为:(3)结论:①导体棒做初速度为零的匀加速运动:,(F为恒力)②回路中的电流恒定:③导体棒受安培力恒定:

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