电磁感应导棒

1、电磁感应“导棒-导轨”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T 感应电流T导体棒受安培力T合外力变化T加速度变化T速度变化T感应电动势变化T , 循环结束时加速度等于零，导体棒达到稳定运动状态。 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E N 或E BLv求感t应动电动势的大小利用右手定则或楞次定律判断电流方向分析电路结构画等效电路图。（3）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

2、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Vo0041t-Zt-nb示7厂J忙於1（阻尼式）I意%A kt（电动式）<1（发电式）图单杆ab以一定初速度v0在轨道水平、光滑，单杆ab质量轨道水平光滑， 杆ab质量为光滑水平轨道上滑动，质量为m，电阻不计，杆长为 Lm，电阻不计，杆长为L，拉为m，电阻不计，杆长为 L力F恒定导体杆以速度 V切割S闭合，ab杆1受安培力F ，x .磁感线产生感应电动势BLEBLE开始时a ，杆 abEBLv电流Fr ，此时amR，速度v111感应电动势力IEBLv安培力杆ab速度v感应电动势E BLvI安培学

3、RR2BLvI安培力力F安BIL 由观FBILb2lv做减速F BIL加速度a ，当F F 安ia 知 a ，R，做减速占八、，当v 0E感E时，v最大，当a0时，v最大，运动:Va-FRBLIREZR时，F0， a0，杆保1v m22v持静止b2l2b2l2 BLvmB2l2图rI1'|V像观K_L占八、0fo/oi能动能全部转化为内能：电能转化为动能F做的功中的一部分转化为量12W电1 2杆的动能，一部分产热：观 占 八、Q mv02严WF Q - mvm2运动状态变减速运动，最终静止变加速运动，最终匀直变加速运动，最终匀直<2>单棒模型变形类 型“发电式”有摩擦“发电

4、式”斜轨变形示意 图B. *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 v时， 电动势E= Blv ;安培力为阻力，并随速度增大而增大B2l2vFbBI1rv加速度随速度增大而减小aFFbmgFB22vgmm mR(1) v=0时,有最大加速度a F mg dmm(2) a=0时,有最大速度v (Fmg)RvmB2l2棒ab释放后下滑，此时加速度 a= gsin，棒ab速度vT感应电动势 E =BLv T-电流1=即一安培力 F= BIL T-加速度 a J，当安培力 F mg si

5、n 时，a 0，v 最大，最后匀速 运动能量转化1 2Fs QemgS - mvm2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(Fmg)RmB2l2匀速运动mgRsi nvmb2l2、“双棒”模型等间距水平光滑导轨无水平外力不等间距水平光滑导轨无水平外力等间距水平光滑导轨受水平外力竖直导轨1I2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,末速度为V。2两导体棒以不同的速度 做匀速运动 若两杆m，r全相同，ll 212末速度为 v22w两导体棒以不同的速 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

6、加速运动解动量守恒定律，能量守 题恒定律及电磁学、运动策学知识速 度 图 象F >2f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 学知识等间距水平不光滑导轨；受水平外力F 2f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XFI*-X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：a Fa m B2l 2C(2) 回路中的电流恒定：I Q C E CB1 V CBla t tt(3) 导体棒受安培力恒定:Fb CB2l2a(4)导体棒克服安培力做 的功等于电容器储存的电 能：2导体棒做初速度为零匀加