原创电磁感应中导体棒问题

专题复习——电磁感应中导体棒问题faRbeBfaRbeBaRFbfeERGBAFHCI1I2乙甲近三年高考导体棒问题的回顾M×

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×OO/NabL1L2V0

0xBaRxyOAR2R1CV2001全国（计算）2002全国高考（选择）2003全国新课程（计算）

2002上海高考（计算）2003上海高考（计算）

2001上海高考（计算）电磁感应中导体棒问题

如图所示，两根平行金属导轨abcd,固定在同一水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在的平面垂直，导轨的电阻可忽略不计。一阻值为R的电阻接在导轨的bc端。在导轨上放一根质量为m，长为L，电阻为r的导体棒ef，它可在导轨上无摩擦滑动，滑动过程中与导轨接触良好并保持垂直。faRbeBdcr1、导轨导体棒匀强磁场2、导体棒：A、切割磁感线相当于电源E内电阻rB、受力分析、运动分析的对象质量m若导体棒ef以某一速度V作匀速直线运动求:作用在导体棒上水平外力的大小及功率问题1faRbeBdcrVaRErbfe电路efF受力匀速感应电动势感应电流能量能量转化动能定理若导体棒从静止开始受一恒定的水平外力F的作用求:(1)导体棒获得的最大速度安培力增大问题2faRbeBdcrF不变速度增大Fef受力运动加速度减小当F=FB时速度最大当F=FB时，ef的速度最大得：问题23练若导体棒从静止开始受一恒定的水平外力F的作用求：（2）导体棒获得的最大速度时，ef的位移为S,整个过程中回路产生的焦耳热faRbeBdcrF（1）导体棒获得的最大速度能量转化E外=ΔEk+Q动能定理问题2——练习1②Bef①efA、导体棒沿光滑导轨无初速下滑时能达到的最大速度？问题2——练习2②Bef①ef用恒定的外力（F＞mg）沿导轨向上拉能达到的最大速度。若导体棒ef在随时间变化的水平外力F（t）的作用下，向右作匀加速直线运动，加速度大小为a。求:力F对时间的变化率等于多少？faRbeBdcrF（t）运动匀加速a恒定F受力ef问题3答案：若金属棒ef在受到平行于导轨，功率恒为P的水平外力作用下从静止开始运动。求:金属棒ef的速度为最大值一半时的加速度a。faRbeBdcrF（t）安培力增大加速度减小当a=0时速度最大P=FV动力学:速度增大F减小F受力分析ef问题4当时，ef的速度最大为Vm得：得：问题4faRbeBfaRbeBhg

如图所示，在光滑水平足够长的平行金属导轨（导轨间距离为L）上，放置质量均为m的导体棒gh和ef，gh

棒的电阻为R，导体棒ef电阻为r，若导轨电阻不计，两棒均能沿轨道滑动并始终保持良好接触，在运动过程中ef和gh不会相碰，整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。faRheBdgrV0cb电磁感应中导体棒问题开始时gh棒静止，ef棒有指向gh棒的初速度V0，求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少？faRheBdgrV0cbFBFB问题5ef棒减速，gh棒加速。当两者速度相等时，回路面积不变,所以不产生感应电流，两棒以共同的速度做匀速直线运动。答案：分析设ef棒的速度变为初速的3/4时，gh棒的速度为V/，根据动量守恒可知回路中的感应电动势和感应电流分别是

gh棒所受的安培力

gh棒的加速度

答案：rfaheBdgcbV0V0问题5开始时gh棒静止，ef棒有指向gh棒的初速度V0，求：（2）当ef棒的速度达到3/4V0，时，gh棒的加速度是多少？

如图所示，导体棒ef、bc处于水平放置宽度不同的足够长的平行金属导轨上，L1=2L2，导体棒bc和ef的质量均为m，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面。现固定bc棒，给ef一水平向右的初速度V0，整个运动过程中产生的热量为Q。不计导轨电阻及摩擦。问：当bc棒不固定时，ef以V0起动后整个运动过程中产生多少热量？ecfbBV0L1L2问题6问题6错误ecfbBV0L1L2错误问题6cBV0efbL1L2V2V2FF小结动力学初态动态终态动态ΔφI感FBF合Δaa=0

Vm匀速ΔV能量动能定理、能量转化、功能关系克服安培力所做的功等于整个电路的电能双棒隔离法整体法练习1如图所示,两根固定在水平面上的光滑平行导轨MN和PQ，一端接有阻值为R的电阻，处于方向竖直向下的匀强磁场中，在对轨上垂直导轨跨放质量为m的金属直杆，金属杆的电阻为r，金属杆与导轨接触良好，导轨足够长且电阻不计。金属杆在垂直于杆的水平恒力F的作用下向右做匀速运动时，电阻R上的电功率为P。从某时刻开始撤去水平力F，求撤去水平力F后，（1）通过电阻R上的电流方向如何？（2）金属杆的速度、加速度如何变化？（3）电阻R上产生的焦耳热是多少？（4）当电阻R上消耗的电功率为P/4时，金属杆的加速度大小如何？QMRPNB答案（1）M到P（2）速度变小，加速度变小（3）（4）练习2MBABQNPR答案：D如图所示，两平行金属导轨MN和PQ置于倾角为300的斜面上，匀强磁场的方向垂直于斜面向上，NQ间接有定值电阻R。现将垂直放在轨道上的细金属硬杆AB由静止释放，回路中的最大发热功率为P，要使P增大为原来的2倍，（不计摩擦及R以外的电阻）以下说法中正确的是（）A、将AB杆的质量增大到原来的2倍B、将定值电阻R的阻值增大到原来的倍C、将磁感应强度减为原来的一半D、将斜面的倾角增大到原来450

练习3如图所示，两根光滑的水平放置的平行导轨，相距为d，两根质量均为m金属棒ab、cd平行静止在导轨上，金属棒与导轨垂直，其中ab棒用长为L的绝缘细线悬挂在支架上，细线伸直，ab恰好与导轨接触，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现把ab棒移至水平位置a/b/，从静止开始释放，到最低点与轨道接触，又继续向左摆动，摆到最高点位置a//b//时与竖直方向成600，问（1）ab棒与导轨第一次接触后，cd棒的速度大小（2）ab棒与cd棒第一次接触过程中，感应电流产生的焦耳热。dBb/baca/b//a//答案思考练习如图所示，两根竖直放置在绝缘地面上的金属框架上端接有一电容量为C的电容器，框架上有一质量为m，长为L的金属棒，平行于地面放置，与框架接触良好且无摩擦，棒离地高度为h，磁