電磁感應導棒-導軌模型(共5頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上電磁感應“導棒-導軌”問題專題一、“單棒”模型 【破解策略】單桿問題是電磁感應與電路、力學、能量綜合應用的體現，因此相關問題應從以下幾個角度去分析思考：(1)力電角度：與“導體單棒”組成的閉合回路中的磁通量發(fā)生變化導體棒產生感應電動勢感應電流導體棒受安培力合外力變化加速度變化速度變化感應電動勢變化，循環(huán)結束時加速度等于零，導體棒達到穩(wěn)定運動狀態(tài)。(2)電學角度：判斷產生電磁感應現象的那一部分導體(電源)利用或求感應動電動勢的大小利用右手定則或楞次定律判斷電流方向分析電路結構畫等效電路圖。(3)力能角度：電磁感應現象中，當外力克服安培力做功時，就有其他形式的能轉化為電能

2、；當安培力做正功時，就有電能轉化為其他形式的能。 <1> 單棒基本型示意圖（阻尼式）單桿以一定初速度在光滑水平軌道上滑動，質量為m，電阻不計，桿長為L （電動式）軌道水平、光滑，單桿質量為m，電阻不計，桿長為L（發(fā)電式）軌道水平光滑，桿質量為m，電阻不計，桿長為L，拉力F恒定力學觀點 導體桿以速度v切割磁感線產生感應電動勢，電流，安培力，做減速運動：，當時，桿保持靜止 S閉合，桿受安培力，此時，桿速度感應電動勢安培力加速度，當時，最大，且 開始時，桿速度感應電動勢安培力由知，當時，最大，圖像觀點 能量觀點動能全部轉化為內能：電能轉化為動能電F做的功中的一部分轉化為桿的動能，一部分產

3、熱：運動狀態(tài)變減速運動，最終靜止變加速運動，最終勻直變加速運動，最終勻直 <2> 單棒模型變形類型“發(fā)電式”有摩擦“發(fā)電式”斜軌變形示意圖已知量棒ab長L，質量m，電阻R；導軌不光滑且水平，電阻不計棒ab長L，質量m，電阻R；導軌光滑，電阻不計過程分析導體棒相當于電源，當速度為v時，電動勢EBlv；安培力為阻力，并隨速度增大而增大 加速度隨速度增大而減小 (1) v=0時,有最大加速度(2) a=0時,有最大速度棒ab釋放后下滑，此時加速度a，棒ab速度v感應電動勢EBLv電流I安培力FBIL加速度a，當安培力F時，a0，v最大，最后勻速運動能量轉化 克服安培力做功，把重力勢能轉化

4、為內能運動形式變加速運動變加速運動最終狀態(tài)勻速運動 勻速運動 二、“雙棒”模型類型等間距水平光滑導軌無水平外力不等間距水平光滑導軌無水平外力等間距水平光滑導軌受水平外力豎直導軌示意圖終態(tài)分析兩導體棒以相同的速度做勻速運動若兩桿m，r，L全相同，末速度為 兩導體棒以不同的速度做勻速運動若兩桿m，r全相同，末速度為 兩導體棒以不同的速度做加速度相同的勻加速運動兩導體棒以相同的速度做加速度相同的勻加速運動速度圖象解題策略動量守恒定律，能量守恒定律及電磁學、運動學知識動量定理，能量守恒定律及電磁學、運動學知識動量定理,能量守恒定律及電磁學、運動學知識動量定理,能量守恒定律及電磁學、運動學知識變形等間距水平不光滑導軌；受水平外力示意圖速度圖象 > 三、“電容”式單棒模型類型電容放電型電容無外力充電型電容有外力充電型示意圖力學觀點電容器放電，相當于電源；導體棒受安培力而運動。 電容器放電時，導體棒在安培力作用下開始運動，同時產生阻礙放電的反電動勢，導致電流減小，直至電流為零，此時UC=Blv導體棒相當于電源；電容器被充電UC漸大，阻礙電流。當Blv=UC時，I=0， F安=0，棒勻速運動。導體為發(fā)電邊；電容器被充電。(1)導體棒做初速度為零勻加速運動： (2)回路中的電流恒定：(3)導體棒受安培力恒定： (4)導體棒克服安培力做的功等于電容器儲存的電能： 圖像