襄汾高级中学一轮复习电磁感应中的导体2

《电磁感应中的导轨类问题之二》2/1/20231规范比盲目求快更重要二、含容式单棒问题放电式无外力充电式F运动特点最终特征基本模型v0有外力充电式a逐渐减小的加速运动匀速运动I＝0a逐渐减小的减速运动匀速运动I＝0匀加速运动匀加速运动I恒定2/1/20232规范比盲目求快更重要a.电容放电式：1．电路特点电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动。2．电流的特点电容器放电时，导体棒在安培力作用下开始运动，同时产生阻碍放电的反电动势，导致电流减小，直至电流为零，此时UC=Blvm3．运动特点a渐小的加速运动，最终做匀速运动。4．最终特征匀速运动但此时电容器带电量不为零vmtvO2/1/20233规范比盲目求快更重要a.电容放电式：5．最大速度vm电容器充电量：vtOvm放电结束时电量：电容器放电电量：对杆应用动量定理：2/1/20234规范比盲目求快更重要a.电容放电式：6．达最大速度过程中安培力对导体棒做的功：易错点：认为电容器最终带电量为零2/1/20235规范比盲目求快更重要b.无外力充电式1．电路特点导体棒相当于电源;电容器被充电.2．电流的特点导体棒相当于电源;F安为阻力，棒减速,E减小,有I感

I感渐小电容器被充电。UC渐大，阻碍电流.当Blv=UC时，I=0，F安=0，棒匀速运动。3．运动特点a渐小的加速运动，最终做匀速运动。4．最终特征:匀速运动但此时电容器带电量不为零v0vOtv2/1/20236规范比盲目求快更重要b.无外力充电式5．最终速度电容器充电量：最终导体棒的感应电动势等于电容两端电压：对杆应用动量定理：2/1/20237规范比盲目求快更重要c.有外力充电式1．电路特点导体为发电边；电容器被充电。2．三个基本关系F导体棒受到的安培力为：导体棒加速度可表示为：回路中的电流可表示为：2/1/20238规范比盲目求快更重要c.有外力充电式3．四个重要结论：v0OtvF(1)导体棒做初速度为零匀加速运动：(2)回路中的电流恒定：(3)导体棒受安培力恒定：(4)导体棒克服安培力做的功等于电容器储存的电能：证明2/1/20239规范比盲目求快更重要c.有外力充电式4．几种变化：F(1)导轨不光滑(2)恒力的提供方式不同(3)电路的变化F2/1/202310规范比盲目求快更重要c.有外力充电式练习：如图所示，水平放置的金属导轨宽为L，质量为m的金属杆ab垂直放置在导轨上，导轨上接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器以及电流表。竖直向下的匀强磁场的磁感应强度为B。现用水平向右的拉力使ab杆从静止开始以恒定的加速度向右做匀加速直线运动，电流表读数恒为I，不计其它电阻和阻力。求：（1）ab杆的加速度。（2）t时刻拉力的大小。

2/1/202311规范比盲目求快更重要在如图所示甲、乙、丙三图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略不计，导体棒和导轨间的摩擦也忽略不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长.今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是（

）A.三种情形下导体棒ab最终均做匀速运动B.甲、丙中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动，乙中ab棒最终静止C.甲、丙中ab棒最终将以相同的速度做匀速运动，乙中ab棒最终静止D.三种情形下ab棒最终都静止2/1/202312规范比盲目求快更重要

(2011·江苏高考)如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好．t＝0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度．下列图象正确的是2/1/202313规范比盲目求快更重要(2013山西）如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求:(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。2/1/202314规范比盲目求快更重要（1）4.5C（2）1.8J（3）5.4J(2012年天津高考）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻，一质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4T。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；（3）外力做的功W。2/1/202315规范比盲目求快更重要如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是(

)A．P＝2mgvsinθB．P＝3mgvsinθC．当导体棒速度达到时加速度大小为sinθD．在速度达到2v以后匀速运动的过程中，

R上产生的焦耳热等于拉力所做的功2/1/202316规范比盲目求快更重要如图所示，宽度L＝1m的足够长的U形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T，框架导轨上放一根质量m＝0.2kg、电阻R＝1.0Ω的金属棒ab，棒ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，现用功率恒为6W的牵引力F使棒ab从静止开始沿导轨运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直)，当棒ab的电阻R产生热量Q＝5.8J时获得稳定速度，此过程中，通过棒ab的电荷量q＝2.8C(框架电阻不计，g取10m/s2)．问：

(1)棒ab达到的稳定速度多大？(2)棒ab从静止到稳定速度的时间多少？2/1/202317规范比盲目求快更重要如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于竖直平面内的形框，水平导体棒MN可沿两侧足够长的光滑导轨下滑而不分离，除R外，装