高三物理電磁感應(yīng)導(dǎo)軌(完整版)
【正文】 夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌 MN、 PQ平行放置在傾角為 θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為 L, M、 P兩點(diǎn)間接有阻值為 R的電阻。電磁感應(yīng)和力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用 電磁感應(yīng)中的導(dǎo)軌問(wèn)題 受力情況分析 運(yùn)動(dòng)情況分析 動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn) 動(dòng)量觀點(diǎn) 能量觀點(diǎn) 牛頓定律 平衡條件 動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒 動(dòng)能定理 能量守恒 單棒問(wèn)題 雙棒問(wèn)題 例 1. 水平放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的光滑導(dǎo)軌上，有一根長(zhǎng)為 L的導(dǎo)體棒 ab，用恒力 F作用在 ab上，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，回路總電阻為 R，試分析 ab 的運(yùn)動(dòng)情況，并求 ab棒的最大速度。一根質(zhì)量為 m的均勻直金屬桿 ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。 B M c b N 二、雙棒問(wèn)題（等間距） 等距雙棒特點(diǎn)分析 v 0 1 2 1．電路特點(diǎn) 棒 2相當(dāng)于電源 。 當(dāng) v1=0時(shí)： 012mB lvIRR??最大電流 當(dāng) v2=v1時(shí)： 最小電流 兩個(gè)極值 I＝ 0 v 0 1 2 3．兩棒的運(yùn)動(dòng)情況特點(diǎn) 安培力大?。? 222112BB l ( v v )F B I lRR????兩棒的相對(duì)速度變小 ,感應(yīng)電流變小 ,安培力變小 . 棒 1做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng) 棒 2做加速度變小的減速運(yùn)動(dòng) v0 v共 t O v 最終兩棒具有共同速度 v 0 1 2 4．兩個(gè)規(guī)律 (1)動(dòng)量規(guī)律 兩棒受到安培力大小相等方向相反 , 系統(tǒng)合外力為零 ,系統(tǒng)動(dòng)量守恒 . 2 0 1 2m v ( m m ) v?? 共(2)能量轉(zhuǎn)化規(guī)律 系統(tǒng)機(jī)械能的減小量等于內(nèi)能的增加量 . （類似于完全非彈性碰撞） 2 1 222011m v ( m m ) v Q22?? 共 ＋兩棒產(chǎn)生焦耳熱之比： 1122QRQR?解析： (1)剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中的感應(yīng)電流為： ARR B l vRR EIcbcb ?? ???????剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí) C棒的加速度最大： smmB Ilac?????c b B M N (2)在磁場(chǎng)力的作用下， b棒做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩棒速度相等時(shí)， c棒達(dá)到最大速度。讓 ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦。但解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于通過(guò) 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 的分析來(lái)尋找過(guò)程中的臨界狀態(tài) ,如速度、加速度取最大值或最小值的條件等 . ? 基本思路是 : F=BIL 臨界狀態(tài) v與 a方向關(guān)系 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析 a變化情況
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