高考模型——電磁場(chǎng)中的雙桿模型(存儲(chǔ)版)
【正文】 d達(dá)到力的平衡時(shí)作勻速直線運(yùn)動(dòng)。合理選用物理規(guī)律，包括力的平衡條件、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律、歐姆定律、焦耳定律、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等。二是正確的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況分析。經(jīng)過(guò)，金屬桿甲的加速度為，求此時(shí)兩金屬桿的速度各為多少？【解析】設(shè)任一時(shí)刻兩金屬桿甲、乙之間的距離為，速度分別為和，經(jīng)過(guò)很短時(shí)間，桿甲移動(dòng)距離，桿乙移動(dòng)距離，回路面積改變由法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：回路中的電流：桿甲的運(yùn)動(dòng)方程：由于作用于桿甲和桿乙的安培力總是大小相等、方向相反，所以?xún)蓷U的動(dòng)量變化（時(shí)為0）等于外力F的沖量：聯(lián)立以上各式解得代入數(shù)據(jù)得＝ 【解析】下滑進(jìn)入磁場(chǎng)后切割磁感線，在電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，、各受不同的磁場(chǎng)力作用而分別作變減速、變加速運(yùn)動(dòng)，電路中感應(yīng)電流逐漸減小，當(dāng)感應(yīng)電流為零時(shí)，、不再受磁場(chǎng)力作用，各自以不同的速度勻速滑動(dòng)。(04全國(guó)2)【解析】設(shè)桿向上運(yùn)動(dòng)的速度為，因桿的運(yùn)動(dòng)，兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積減少，從而磁通量也減少。當(dāng)棒的速度與棒接近時(shí)，閉合回路中的逐漸減小，感應(yīng)電流也逐漸減小，則安培力也逐漸減小。再用左手定則判斷兩桿所受的安培力，對(duì)兩桿進(jìn)行受力分析如圖1。當(dāng)棒先向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，在和以及導(dǎo)軌所組成的閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，于是棒受到向下的安培力，棒受到向上的安培力，且二者大小相等。導(dǎo)軌的段與段是豎直的．距離為小，段與段也是豎直的，距離為。當(dāng)桿作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有 ⑤ 解以上各式，得 ⑥ ⑦作用于兩桿的重力的功率的大小 ⑧電阻上的熱功率 ⑨由⑥、⑦、⑧、⑨式，可得二、在水平導(dǎo)軌上的“雙桿滑動(dòng)”問(wèn)題一、等間距水平導(dǎo)軌，無(wú)水平外力作用（安培力除外）夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為l，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖2所示，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電
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