电磁感应定律单杆模型

1、电磁感应中的“导轨类”问题,第九章 电磁感应,（一）单杆模型,知识与技能 掌握电磁感应中的力学问题的求解方法 过程与方法 通过电磁感应中的力学问题的学习，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感、态度与价值观 通过电磁感应中的力学问题的学习，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想,学习目标,安徽 19题（选择）,四川 11.（18分）,2015年高考题,上海 32、（14分）,北京 22. (16 分),广东 35(18分),(1)首先分析导体最初在磁场中的运动状态和受力情况； (2)其次分析由于运动状态变化，导体受到的安培力、合力的变化情况； (3)再分析由于合力的变化，导

2、体的加速度、速度又会怎样变化，从而又引起感应电流、安培力、合力怎么变化； (4)最终明确导体所能达到的稳定状态。,1、分析思路,（一）单杆模型,(1)单杆水平式,条件： 匀强磁场与导轨垂直， 磁感应强度为B， 棒ab长为L，质量为m， 初速度为零，拉力恒为F， 电路中除电阻R外，其他电阻不计 水平导轨光滑,2、类型,试分析导体棒的运动情况？,动态分析,收尾状态,运动形式,匀速直线运动,力学特征,a0,电学特征,I 恒定,讨论1：若导体棒从开始至达到最大速度时，所通过位移是X，求在此过程中电阻R产生的热量QR,解：对导体棒在此过程应用动能定理：,或：对系统应用功能关系：,讨论2：设导体棒从开始至

3、达到最大速度过程中，通过电阻R的电量q,设此过程中的电路中平均电流为I,根据闭合电路中欧姆定律,法拉第电磁感应定律,联立并解得：,拓展1：如果ab棒与导轨间的动摩擦因数为 ， 其他条件均不变，则ab棒的最大速度为多少？,拓展2：,条件： 匀强磁场与导轨垂直， 磁感应强度为B， 棒ab长为L，质量为m， 初速度为 ， 电路中除电阻R外，其他电阻不计 水平导轨光滑,问：电路中电流最大为多少？导体最终的运动状态 是怎样的？,(2)单杆倾斜式,拓展3：,条件： 匀强磁场与导轨垂直， 磁感应强度为B， 棒ab长为L，质量为m， 在导轨上静止释放， 电路中除电阻R外，其他电阻不计 导轨光滑,问：分析导体的

4、运动状态，并求出最大速度是多少？,动态分析 ：,运动形式,匀速直线运动,力学特征,电学特征,I恒定,收尾状态：,拓展4：,F,条件： 匀强磁场与导轨垂直， 磁感应强度为B， 棒ab长为L，质量为m， 沿导轨平面向上的恒力F， 电路中除电阻R外，其他电阻不计 导轨光滑,问：分析导体的运动状态，并求出最大速度是多少？,F,解：分情况讨论,拓展5：,L,条件： 光滑导轨平面竖直， 匀强磁场与导轨垂直， 磁感应强度为B， 棒ab长为L，质量为m， 电路中除电阻R外，其他电阻不计 导体棒与导轨接触良好,问：分析导体的运动状态，并求出最大速度是多少？,题后悟道,由于感应电流与导体切割磁感线运动的加速度有着

5、相互制约的关系，故导体一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态。分析这一动态过程进而确定最终状态是解决这类问题的关键。,课堂练习,1、如图，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连接，导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计,匀强磁场竖直向上。若导体棒ab以一定初速度 下滑，则 ab棒（ ）,AB,2、图所示中回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导线AC可以贴着光滑竖直长导线下滑，设回路的总电阻恒定为R，当导线AC从静止开始下落后，下面有关回路中能量转化的叙述中正确的说法有（ ）,A导线下落过程中机械能守恒 B导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化电阻上产生的热量 C导线加速下落过程中，导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路中增加