资源描述：
《专题电磁导轨问题归类分析.docx》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、电磁导轨问题归类分析在电磁感应中有一类比较典型的问题：电磁导轨问题。电磁感应中的导轨上的导体棒问题是历年高考的热点。其频考的原因，是因为该类问题是力学和电学的综合问题，通过它可以考查考生综合运用知识的能力。它涉及力学、功能关系、电磁学等一系列基本概念、基本规律和科学思维方法。今天这节课我们一起来总结一下高中阶段所碰到的电磁导轨问题，共同研究它们的基本特点和规律。一、发电式导轨的基本特点和规律（单杆滑动）如图1所示，间距为l的平行导轨与电阻R相连，整个装置处在大小为B、垂直导轨平面向上的匀强磁场中，质量为1、电路特点m、电阻为r的导体从静止开始沿导轨滑下，已知导体与导轨的动摩擦因数为
2、八讲解：导体棒开始运动后要切割磁感线，从而产生感应电流,象这样的导轨我们称之为发电式导轨。它的电特点就是导体棒等效为电源。所以导体棒运动后导轨就可成如下电路图。电源电动势的大小，由导体棒的运动速度决定2、安培力的特点通有电流的导体棒在磁场中要受到安培力作用。E=BlvFbNmg［请判断安培力的方向］1722BlvvRramgsin2,2mgcosBlv/(Rr)m加速度随速度增大而减小，导体做加速度减小的加速运动4、两个极值的规律当v=0时，Fb=0,加速度最大为am=g（sin0-当a=0时，2F=0,速度最大，根据平衡条件有(Icos0)22/mgsin0=mgcos0+Bl
3、vm(Rr)所以，最大速度为mg(sincos)(Rr)vm_22Bl5、匀速运动时能量转化规律当导体以最大速度匀速运动时，重力的机械功率等于安培力功率（即电功率）和摩擦力功率之和，并均达到最大值。PgmgvmsinPG=PF+PfPFFmvmImEmE22消1m(Rr)Pfmgvmcos与运动方向相反，所以安培力为阻力Fb=BIl=3、加速度特点根据导体棒运动时的受力特点，可得加速度当科=0时，重力的机械功率就等于安培力功率，也等于电功率，这是发电导轨在匀速运动过程中，最基本的能量转化和守恒规律。Em-2一.mgvmsin0=Fmvm=ImEmI（Rr）Rrm综述：电磁感应中关于
4、导轨的习题，涉及运动学、牛顿定律、动量守恒及动量定理、能量关系等相关知识,现分类如下：171.在恒定外力作用下，做匀速运动例1:长为L、电阻r=0.3Q、质量M=0.1kg的金属棒OD垂直跨在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨的间距也为L,棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R=0.5◎的电阻，量程0〜3.0A的电流表串接在一条导轨上，量程为0〜1.0V的电压表接在电阻R的两端。垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面，现用向右恒定的外力F使金属棒以V=2m/s向右匀速滑动，观察到电路中的一个电表正好满F多大?偏，而另一个电表未满偏，则满偏的电表是哪个表？拉动金属棒的外
5、力解析：⑴应是电压表满偏。此时U=1.0V,I=U/R=2.0A<3.0A⑵电动势e=BLV=I(R+r)=1.6VBL=0.8又..匀速5外=Fa=BIL=0.8X2=1.6N2.只在安培力作用下做变减速运动例1:在例2中，若撤去外力F,此后金属棒将如何运动？从撤去外力开始，通过电阻R的电荷量Q是多少？(动量)解析：撤去外力后，金属棒只受安培力而做加速度越来越小的变减速运动，逐渐慢下来，最后停下来。对金属棒用动量定理，Fat0mvBJLtmvBLQ，Q=mv/BL=0.25c3.在恒定外力下做变加速运动例1:质量m,长度为L,电阻为R的金属棒ab,接在竖直放置的“门”型金属框架上
6、组成闭合回路,框架置于磁感应强度为B的匀强磁场中，棒ab在框架上滑动始终保持水平，所受摩擦力为f,框架电阻不计，当棒ab从静止下滑，达到稳定速度时，电路的电功率是多少？解析：棒ab下滑后，受到重力、摩擦力、安培力的作用做加速度减小的加速运动，直到达到稳定速度。稳定时，mg=f+Fa,Fa=BIL=B2L2V/RP=FAV=(mg-f)2R/(B2L2)4.在变力作用下做匀加速运动例1:如图甲，一对平行光滑导轨放在水平面上，两轨道间距L=0.20m,电阻R=1Q;磁感应强度B=0.50T,有一导体棒静止放在轨道上，与两轨道垂直，棒与轨道的电阻都忽略不计。现有一外力F沿轨道方向拉棒，使
7、之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图乙所示。求棒的质量m和加速度a.解析：物体做匀加速运动，由牛顿第二定律可知甲F—FA=maFa=BIL=B2L2V/RV=at•1-F=ma+B2l2at/R从图线乙中任取两组坐标［如(0s,1.5N)、(30s,4.5N)代入，可求得a=10m/s2,m=0.15kg172.外力以恒定功率拉动棒ab可沿导轨自由滑动，导例1:两光滑导轨水平放置在匀强磁场中。磁场垂直导轨所在平面，金属棒轨一端接一个定值电阻R,导轨电阻不计。现将
