导体棒绕固定点转动切割磁感线专题 高考物理

V导体棒绕定点转动割磁感线题研究一、本知识。Vθ因此通用点线度替代，LVA或2二、题讲解。例1：一根导体棒oa长度为L，电阻不计，绕o点在垂直于匀强磁场B的平面内以角速度ω做匀速圆周运动，求其产生的电动势。解法：用法拉电磁感公式的出公E=Blv求解。由于杆上各点的线速度都不相同，并且各点的线速度大小正比于该点o点的距离o点速度为零a点速度最大，ωl，则整个杆的平均速度2ωl，相当于棒中点瞬时速度的大小。产生的电动势由右手则可以断电动的方向o→a，a点的电高于点的电a点相当于电源的正极。拓展存在供电路例2棒长为l为o点以角速度ω做匀速圆周运动与金属圆环光滑接触，如图5所示，图中定值电阻的阻值为R，圆环电阻不计，求Uoa。解析：图中装置对应的等效电路如图所示。由题根可知，oa切割磁感线产生的电动势为：，注意，由于棒有内阻。由全电路欧姆定律：（因为a点电势高于o电势）。点评这些非常规电路画等效电路是很必要也很有效的方法以题目设计为求，是为了体现求解电势差的注意点。拓展2：磁场不是普通的匀强磁场例3：其他条件同例3，空间存在的匀强磁场随时间作周期性变化，其中A为正的常数，以垂直纸面向里为正方向，求。解析于B变化oa切割磁感线产生的电动势不再是恒定值是随时间作周期性变化的交变值，由题根可知：

此电势差也随时间作周期性变化。拓展3：有机械能参与的能量转化问题例4图8所示金属圆环和一根金属辐条构成的轮子绕垂直于圆环平面的水平轴自由转动，金属环与辐条的电阻不计，质量忽略，辐条长度为L0轮子处在与之垂直的磁感应强度为B匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，一阻值为R的定值电阻通过导线与轮子的中心和边缘相连，轮子外缘同时有绝缘绳绕着，细绳下端挂着质量的重物，求重物下落的稳定速度。解析：此题中由于重物下落，带动圆轮转动，辐条做切割磁感线运动产生电动势，oa相当于电源，与电阻R构成闭合电路，a端为正极，o端为负极，如图9所示。由于oa边受到的安培力阻碍圆环转动，并且随着转速逐渐增大，安培力也逐渐增大，最终达到一稳定速度，解此速度可用两种方法解，一种是根据力矩平衡解，另一种根据能量守恒解。点评：在处理伴有能量转化的物理问题时，解题方法通常不唯一，可以从纯力学角度下手，也可以利用能量守恒，很显然，用能量系解题往较捷，下面的关于能量拓展系列都用此法解。变（）如原中辐有阻且阻r求终统衡速。解析：如果辐条有电阻，则方法二中的能量关系方程应为：

变（）如把题的条一变四，图示且邻根条夹是90°，辐条阻计求物终落稳速。解析一根辐条变成四根辐条当圆环转动时相当于产生了四个电源四个电源是并联关系，总电动势还是等于每个辐条产生的电动势，由于电阻不计，故用能量守恒方法解的能量守恒方程依然是：，最终速度还是：变（）如把式2）中的根条成金圆，不金圆内阻求物终落稳速，11所示：解析圆盘可看作是无数根金属辐条并联而成圆盘转动产生的总电动势依然等于每根辐条产生的电动势：。最终速度也是：形式虽然变了，本质依然没变。变（4：果式（2）的根条电都是，重下的终定度多？解析：当四根辐条都有电阻时，且是并联关系，并联后总电阻为，电动势还是，则利用能量守恒求最终速度的