电磁感应导棒-导轨模型.docx

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1、电磁感应“与棒-与轨”问题专题一、“单棒”模型【破解策略】单杆问题是电磁感应与电路、力学、能量综合应用的体现，因此相关问题应从以下几个角度去分析思考：（1）力电角度：与“导体单棒”组成的闭合回路中的磁通量发生变化一导体棒产生感应电动势一感应电流一导体棒受安培力一合外力变化一加速度变化一速度变化一感应电动势变化一，循环结束时加速度等于零，导体棒达到稳定运动状态。（2）电学角度：判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源）一利用EN［或EBLv求感应动电动势的大小一利用右手定则或楞次定律判断电流方向一分析电路结构一

2、画等效电路图。⑶力能角度：电磁感应现象中，当外力克服安培力做功时，就有其他形式的能转化为电能；当安培力做正功时，就有电能转化为其他形式的能。<1>单棒基本型Vo0v00,ZtB*示s'（电动式）轨道水平、光滑，单杆ab质量为m,电阻不计，杆长为L息图41（阻小）单杆ab以一定初速度v0在光滑水平轨道上滑动，质量为m,电阻不计，杆长为L£4。（发电式）轨道水平光滑，杆ab质量为m,电阻不计，杆长为L,拉力F恒定力学观占八、、导体杆以速度v切割磁感线产生感应电动势EBLv,电流,EBLv、尸上I，安培力RR-2.

3、2BLv…FBIL，做减速R运动：va,当v0时，F0,a0,杆保持静止S闭合，ab杆受安培力lBLEBLEF,此时a,RmR杆ab速度v感应电动势BLvI安培力FBIL力口速度a,当E感E时，v最大，FRBLIRE且vm2222~B2L2B2L2BL开始时a£,杆abm速度v感应电动势EBLvI安培力F安BIL由FF安ma知a,当a0时，v最大，FRvm_2.2BL图像观占八、、珀rV二1L0ft能量观点动能全部转化为内能：12Q—mv02电能转化为动能1A/12W电一mvm2F做的功中的一部分转化为杆的动

4、能，一部分产热：■*,—12WFQ-mvm2运动状态变减速运动，最终静止变加速运动，最终分直变加速运动，最终分直<2>单棒模型变形类型“发电式'"有摩擦“发电式”斜轨变形示息图电jlB已知量棒ab长L,质量不光滑且水平，电Em,电阻R;导轨且不计棒ab长L,质量m,电6滑，电阻不计1R;导轨光过程分析导体棒相当于电源,电动势E=Blv;安培力为阻力，并1FbBIl-加速度随速度增大」FFbmgm(1)v=0时，有最)fam(2)a=0时，有最)vmE当速度为v时，漉速度增大而增大、2123lvvR而减小FB2

5、12V一gmmR才口速度mgmI速度mg)RB212棒ab释放后下滑，此时加速度a=gsin，棒ab速度vT一感应电动势E=BLvT一电流IT一安培力f=RBILT一加速度a；,当安培力F-mgsin时，a=0,v最大，最后匀速运动能量转化FsQemgQ12jS-mvm2克服安培力做功，把重力势能转化为内能运动形式变加日3运动变加速运动最终状态匀速运动vm("mg)RB212匀速运动mgRsinvmb2l2、“双棒”模型、“双棒”模型、“双棒”模型终两导体棒以相同的速度态做匀速运动分若两杆m,r,L全相同,析

6、末速度为v02两导体棒以相同的速度做加速度相同的匀加速运动两导体棒以不同的速度做匀速运动若两杆m,r全相同，ll212末速度为v22Vl两导体棒以不同的速度做加速度相同的匀加速运动、“双棒”模型、“双棒”模型、“双棒”模型、“双棒”模型解动量守恒定律，能量守题恒定律及电磁学、运动策学知识略动量定理，能量守恒定律及电磁学、运动学知识动量定理，能量守恒定律及电磁学、运动学知识动量定理，能量守恒定律及电磁学、运动学知识、“双棒”模型、“双棒”模型等间距水平不光滑导轨；受水平外力、“双棒”模型、“双棒”模型示速度图象

7、F>2fF2f三、“电容”式单棒模型类型电容放电型电容无外力充电型电容有外力充电型X导体为发电边；电容器被力学观占八、、导体棒相当于电源；电容器被充电Uc渐大，阻碍电流。当Blv=Uc时，1=0,F安=0,棒匀速运动。电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动。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充电。(1)导体棒做初速度为零匀加速运动：FamB2l2c(2)回路中的电流恒定:CECBlvCBlatt(3)导体棒受安培力恒定:2

8、2FbCB212a(4)导体棒克服安培力做的功等于电容器储存的电能：图像观占八、、运动状态匀速运动时此时电容器带电量不为零B1CEvm2,2mB1C匀速运动时此时电容器带电量不为零22B212CvVom导体棒做初速度为零匀加速运动Fa22mB212C变加速最终匀速运动变减速最终匀速运动