高考物理二輪專題復(fù)習(xí)：電磁感應(yīng)中單、雙棒問題歸類例析(編輯修改稿)
2025-05-14 13:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 為m的金屬棒ab，左端連接有一電容為C的電容器，現(xiàn)給棒一個初速v0，使棒始終垂直框架并沿框架運動，如圖所示。求導(dǎo)體棒的最終速度。如圖所示,兩根間距為l的光滑金屬導(dǎo)軌(不計電阻),其磁感應(yīng)強度為B,導(dǎo)軌水平段上靜止放置一金屬棒cd,質(zhì)量為2m,電阻為r的金屬棒ab,從圓弧段M處由靜止釋放下滑至N處進入水平段,圓弧段MN半徑為R,所對圓心角為60176。,求：（1）ab棒在N處進入磁場區(qū)速度多大？此時棒中電流是多少？（2） cd棒能達到的最大速度是多大？（3）ab棒由靜止到達最大速度過程中,系統(tǒng)所能釋放的熱量是多少？乙 甲F如圖所示，兩根平行的金屬導(dǎo)軌，固定在同一水平面上，磁感應(yīng)強度B=，導(dǎo)軌的電阻很小，可忽略不計。導(dǎo)軌間的距離l=。兩根質(zhì)量均為m=、乙可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，滑動過程中與導(dǎo)軌保持垂直，每根金屬桿的電阻為R=。在t=0時刻，兩桿都處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)有一與導(dǎo)軌平行、使金屬桿在導(dǎo)軌上滑動。經(jīng)過t=，金屬桿甲的加速度為a=，問此時兩金屬桿的速度各為多少？電磁感應(yīng)中“單棒、雙棒”問題歸類例析答案一、單棒問題： ：：（1）ab運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E，所以ab相當(dāng)于電源，與外電阻R構(gòu)成回路?！郩ab=（2）若無外力作用則ab在安培力作用下做減速運動，最終靜止。動能全部轉(zhuǎn)化為電熱。由動量定理得：即，∴。，∴。桿與電容器連接組成回路例2 .解析：ab在mg 作用下加速運動，經(jīng)時間 t ，速度增為v，a =v / t產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 E=Bl v 電容器帶電量 Q=CE=CBl v，感應(yīng)電流I=Q/t=CBL v/ t=CBl a產(chǎn)生安培力F=BIl =CB2 l 2a，由牛頓運動定律 mgF=mama= mg CB2 l 2a ，a= mg / (m+C B2 l 2)∴ab做初速為零的勻加直線運動, 加速度 a= mg / (m+C B2 l 2)落地速度為桿與電源連接組成回路例3．解析（1）在S剛閉合的瞬間，導(dǎo)線ab速度為零，沒有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由a到b的電流，ab受安培力水平向右，此時瞬時加速度 ab運動起來且將發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象．a(chǎn)b向右運動的速度為υ時，感應(yīng)電動勢，根據(jù)右手定則，ab上的感應(yīng)電動勢（a端電勢比b端高）在閉合電路中與電池電動勢相反．電路中的電流（順時針方向，）將減?。ㄐ∮贗0=），ab所受的向右的安培力隨之減小，加速度也減?。M管加速度減小，速度還是在增大，感應(yīng)電動勢E隨速度的增大而增大，電路中電流進一步減小，安培力、加速度也隨之進一步減小，當(dāng)感應(yīng)電動勢與電池電動勢E相等時，電路中電流為零，ab所受安培
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