电磁感应导棒-导轨模型

1、电爾感应“导棒-导訓”间题专题、“单棒”模室【盈鋼策略】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 从以下儿个角度去分析思考：(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 "感应电流一导体棒受安培力f合外力变化f加速度变化f速度变化f感应电动势变化 -，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)f利用E = N 或£ =求感Ar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画等效电路图。(3) 力能角度：电磁感应现象中，当

2、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>单棒基本型力 学 观 点单杆川7以一圧初速度心在 光滑水平轨道上滑动，质量 为m,电阻不计，杆长为L导体杆以速度V切割 磁感线产生感应电动势 E = BLv 9 电 流 1暑=巴，安培力R Rn2 r 2F = BIL = f做减速 R运动：v l=> a 'i,当 ” =0 时,£=0,67 = 0,杆保持静 止轨道水平、光滑,单杆川7质量为m,电阻不计，杆长为LS闭合山血杆受安培力BLEmR"速度v 感应电动势 BLvT=> 11=&g

3、t;安培力F = B/Lln加速度“I,当 E咚=£时，u最大，t, FR BLIR E”B2! B2I3 BL轨道水平光滑，杆d方质量为 m,电阻不计，杆长为L,拉 力F恒立开始时a =,杆in 血速度vT=>感应电动势 E = 3Za，T=>/T=> 安培 力F安=BIL由 F 一 F& = ma 知 a 4< > 当“ =0时，"最大， FRv =m B2!图像观点能母观点动能全部转化为内能:2 = |0电能转化为动能F做的功中的一部分转化为杆的动能，一部分产热:W/, = 2 + mv2运动状态变减速运动，最终静止变加速运动，最

4、终匀直变加速运动，最终匀直<2>单棒模型变形类 型“农电式”斯拇“玄电式”列統安形示 意 图B b"aM ,已 知 量棒ab长L,质量m,电阻R：导轨不 光滑且水平，电阻不计棒ab长L,质量m,电阻R：导轨光滑， 电阻不计过 程 分 析导体棒相当于电源，当速度为孑时， 电动势E=Blv;安培力为阻力，并随速度增大而增大 Fb-BH-BWxvHR加速度随速度增大而减小叶F-F厂冲叭、mm mR(1)yR时,有最大加速度F pmg(2 ) a =0时，有最大速度(F -VwBT棒ab释放后下滑，此时加速度a = gsina，棒ab速度v f -感应电动势EE= BLv f f

5、电流I=f 安培力F = BIL f -加速度a J，当安培力F = nig sin a时,a= 0 , v最大，最后匀速 运动能 量 转 化Fs = QE+pnigS + mvl克服安培力做功,把重力势能转化为内 能运 动 形 式变加速运动变加速运动最 终 状 态匀速运动(F-ping)RmB2l2匀速运动mgRsinaV'” Bl2等间距水平光濟导轨龙水平外力不等间距水平光滑导轨西水平外力等间距水平光滑导轨爱水平外力竖直导轨1 2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, 析末速度为比2两导体棒以不同的速度 做匀速运动若两杆m,r全相同，/> = 2A两

6、导体棒以不同的速 度做加速度相同的匀 加速运动两导体棒以相同的 速度做加速度相同 的匀加速运动末速度为v2 = 2v,解动量守恒左律，能量守«恒泄律及电磁学、运动策学知识动量怎理，能量守恒左 律及电磁学、运动学知 识动量上理，能量守恒左 律及电磁学、运动学知 识动量左理，能量守恒 泄律及电磁学、运动 学知识等间距水平不光滑导轨;受水平外力三、"电容"式单棒模理类型XX力 学 观 点导体棒相当于电源；电 容器被充电&渐大，阻碍 电流。当 Blv= Uc 时，/=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 =B I v导体为发电边；电容器被 充电。(1) 导体棒做初速度为零 匀加速运动：FU = m + B2l2C(2) 回路中的电流恒定：Ar A/ Ar(3) 导体棒受安培力恒定:Fb = CB 讥(4) 导体棒克服安培力做 的功等于电容器储存的电 能：导体棒做初速度为零匀加 速