专题探究磁场部分专题探究示例.ppt

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1、电磁感应应用之双杆模型晋江二中高三物理组-2-一、导轨问题的三个入手点2.动量分析动量守恒：系统所受合外力为零。动量定理：合外力的冲量等于动量变化量。在时间△t内安培力的冲量式中q是通过导体截面的电量。1.力学分析3.能量分析感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力做功,将机械能转化为电能,电流做功再将电能转化为内能或其他形式的能。公式：W克F安=W电=Q情景1：光滑平行导轨上有两根质量均为m，电阻均为R的导体棒1、2，给导体棒2以初速度v0运动，分析它们的运动情况，并求它们的最终速度。三、模型1、无外力平行等间距双杆1．

2、电路特点2．电流特点随着棒2的减速、棒1的加速，两棒的相对速度v2-v1变小，回路中电流也变小。E=模型1、无外力平行等间距双杆3．两棒的运动情况安培力大小：两棒的相对速度变小,感应电流变小,安培力变小.棒1做加速度变小的加速运动棒2做加速度变小的减速运动v0tv共Ov最终两棒具有共同速度模型1、无外力平行等间距双杆4．两个规律(1)动量规律两棒受到安培力大小相等方向相反,系统合外力为零,系统动量守恒.(2)能量转化规律系统机械能的减小量等于内能的增加量.（类似于完全非弹性碰撞）两棒产生焦耳热之比：例题1：两根足够长的固定

3、的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图所示．两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0．若两导体棒在运动中始终不接触，求：⑴在运动中产生的焦耳热最多是多少？⑵当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？（1）从初始至两棒达到速度相同的过程中，两棒总动量守恒，有：根据能量守恒，整个过程

4、中产生的总热量（2）设ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的速度为v1，则由动量守恒可知：cd棒所受的安培力：情景2：光滑平行导轨上有两根质量均为m，电阻均为R的导体棒1、2，给导体棒2以恒定的拉力F由静止开始运动，分析它们的运动情况，并求它们的最终速度。1．电路特点2．运动分析：某时刻回路中电流：最初阶段，a2>a1,F12棒1：安培力大小：棒2：只要a2>a1,(v2-v1)IFBa1a2当a2＝a1时v2-v1恒定I恒定FB恒定两棒匀加速模型2、有外力平行等间距双杆E=例2：如图所示，两根平行的金属导轨，固定在同

5、一水平面上，磁感应强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离l=0.20m。两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50Ω。在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。求（1）稳定后二者的加速度是多少？（2）经过t=5.0s，金属杆甲的加速度为a=1.37m/s2，问此时两金属杆的速度各为多少？提高：两金属杆的最大速度差为多少

6、？模型2、有外力平行等间距双杆（1）当两棒达到加速度相同时，由整体法得（2）设此时甲乙速度分别为v1和v2：对于甲棒：对于乙棒：情景3：如图所示足够长的导轨上，有竖直向下的匀强磁场，磁感强度为B，左端间距L1，右端间距L2。现在导轨上垂直放置ab和cd两金属棒，质量分别为m1，m2；电阻R1，R2。若开始时，两棒均静止，现给cd棒一个方向向右、大小为V0，求：最终二者的速度。cdv0ab1．电路特点2．电流特点随着棒1的减速、棒2的加速，回路中电流变小。2v01最终当Bl1v1=Bl2v2时,电流为零,两棒都做匀速运动模型

7、3、无外力不等间距双杆E=3．两棒的运动情况棒2加速度变小的减速,最终匀速;棒1加速度变小的加速,最终匀速.v0v2Otvv14．动量规律系统动量不守恒两棒合外力不为零模型3、无外力不等间距双杆1v015．两棒最终速度整个过程中两棒所受安培力冲量大小之比对棒cd：对棒ab：结合：模型3、无外力不等间距双杆cdv0ab6．能量转化情况例3：如图所示足够长的导轨上，有竖直向下的匀强磁场，磁感强度为B，左端间距L1=4L，右端间距L2=L。现在导轨上垂直放置ab和cd两金属棒，质量分别为m1=2m，m2=m；电阻R1=4R，R2

8、=R。若开始时，两棒均静止，现给cd棒施加一个方向向右、大小为V0，求：（1）最终二者的速度。（2）整个回路产生的内能是多少？模型3、无外力平行不等间距双杆v1≠0v2=0，不受其它水平外力作用。光滑平行导轨v=0，2杆受到恒定水平外力作用光滑平行导轨示意图分析规律B21Fm1=m2r1=r2l1=l2