电磁感应中的导体棒1.ppt

344 345工作室,*,襄汾高级中学一轮复习,今天我收获了什么？,每天进步一点点,344 345 工作室,襄汾中学物理一轮复习,写下来,不要太依靠脑袋记忆,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电磁感应中的导轨类问题之一,11/1/2025,1,电磁感应中的导轨问题,受力情况分析,运动情况分析,动力学观点,能量观点,牛顿定律,平衡条件,动能定理,能量守恒,11/1/2025,2,电动式,发电式,阻尼式,v,0,F,一、单棒问题,运动特点,最终特征,a,逐渐减小的减速运动,静止,a,逐渐减小的加速运动,匀速,a,逐渐减小的加速运动,匀速,基本模型,I,=0,(或恒定),I,恒定,I,=0,11/1/2025,3,a.阻尼式单棒分析,1电路特点,导体棒相当于电源。,2安培力的特点,安培力为阻力，并随速度减小而减小。,3加速度特点,加速度随速度减小而减小,4,运动特点,a,减小的减速运动,5,最终状态,静止,v,t,O,v,0,11/1/2025,4,6三个规律,(1)能量关系：,(2)动量关系：,(3)瞬时加速度：,7变化,(1)有摩擦,(2)磁场方向不沿竖直方向,a.阻尼式单棒分析,11/1/2025,5,练习：,AB杆受一冲量作用后以初速度,v,0,=4m/s，沿水平面内的固定轨道运动，经一段时间后而停止。AB的质量为,m,=5g，导轨宽为,L,=0.4m，电阻为,R,=2，其余的电阻不计，磁感强度,B,=0.5T，棒和导轨间的动摩擦因数为,=0.4，测得杆从运动到停止的过程中通过导线的电量,q,=10,2,C，求：上述过程中(g取10m/s,2,),(1)AB杆运动的距离；,(2)AB杆运动的时间；,(3)当杆速度为2m/s时其加速度为多大？,11/1/2025,6,b.发电式单棒分析,7,稳定后的能量转化规律,8,起动过程中的三个规律,(1)动量关系：,(2)能量关系：,(3)瞬时加速度：,是否成立？,问：,11/1/2025,9,9,几种变化,(3)拉力变化,(4)导轨面变化（竖直或倾斜）,(1)电路变化,(2)磁场方向变化,F,加沿斜面恒力,通过定滑轮挂一重物,F,F,B,F,若匀加速拉杆则F大小恒定吗？,b.发电式单棒分析,F,11/1/2025,10,c.电动式单棒,1电路特点,导体为电动边，运动后产生反电动势（等效于电机）。,2安培力的特点,安培力为运动动力，并随速度减小而减小。,3加速度特点,加速度随速度增大而减小,4,运动特点,a,减小的加速运动,t,v,O,v,m,11/1/2025,11,5,最终特征,匀速运动,6,两个极值,(1)最大加速度：,(2)最大速度：,v=,0时,E,反,=0,电流、加速度最大,稳定时，速度最大，电流最小,c.电动式单棒,11/1/2025,12,7,稳定后的能量转化规律,8,起动过程中的三个规律,(1)动量关系：,(2)能量关系：,(3)瞬时加速度：,c.电动式单棒,还成立吗？,11/1/2025,13,9,几种变化,(1)导轨不光滑,(2)倾斜导轨,(3)有初速度,(4)磁场方向变化,v,0,B,c.电动式单棒,11/1/2025,14,练习：,如图所示，水平放置的足够长平行导轨,MN、PQ,的间距为,L,=0.1m，电源的电动势,E,10V，内阻,r,=0.1，金属杆,EF,的质量为,m,=1kg，其有效电阻为,R,=0.4，其与导轨间的动摩擦因数为,0.1，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度,B,1T，现在闭合开关，求：,（1）闭合开关瞬间，金属杆的加速度；,（2）金属杆所能达到的最大速度；,（3）当其速度为,v,=20m/s时杆的加速度为多大？（忽略其它一切电阻，,g,=10m/s,2,）,11/1/2025,15,如图所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B,0,的匀强磁场中.金属杆ab与金属框架接触良好.此时abed构成一个边长为L的正方形，金属杆的电阻为r，其余部分电阻不计.,若从t=0时刻起，磁场的磁感应强度均匀增加，每秒钟增量为k，施加一水平拉力保持金属杆静止不动，求金属杆中的感应电流.,在情况中金属杆始终保持不动，当t=t,1,秒末时，求水平拉力的大小.,若从t=0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当金属杆在框架上以恒定速度v向右做匀速运动时，可使回路中不产生感应电流.写出磁感应强度B与时间t的函数关系式.,11/1/2025,16,11/1/2025,17,