专题 4 电磁感应中的双杆切割【知识精研】高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第二册）

专题4：电磁感应中的双杆切割问题（两课时）高中物理选择性必修第二册制作：陈庆威目录CONTENT高中物理选择性必修第二册无外力等距双杆有外力等距双杆无外力不等距双杆有外力不等距双杆无外力等距双杆第一部分v012动力学分析01.高中物理选择性必修第二册1．电路特点：杆2相当于电源；杆2的安培力为阻力；杆1受安培力为动力，运动后产生反电动势。2．电流特点：3．安培力特点：v012杆2减速、杆1加速，两棒的相对速度v2-v1变小，回路中电流变小。动力学分析02.高中物理选择性必修第二册5．两杆的运动特点：杆1做加速度减小的加速运动；杆2做加速度减小的减速运动，直至共速。v0tv共Ov4．加速度特点：加速度减小6．最终状态：两杆共同做匀速直线运动动力学分析03.高中物理选择性必修第二册加速度最大时（电流最大）：7．加速度与电流极值：加速度最小时（电流最小）：动量观点04.高中物理选择性必修第二册2.电荷量1.共速时速度两棒受到安培力大小相等方向相反，系统合外力为零，系统动量守恒。v012高中物理选择性必修第二册3.相对位移动量观点05.v012高中物理选择性必修第二册系统机械能的减小量等于内能的增加量。（类似于完全非弹性碰撞）两棒产生焦耳热之比：能量观点06.v012高中物理选择性必修第二册其他变式07.

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初速度的提供方式不同磁场方向与导轨不垂直两棒都有初速度两棒位于不同磁场中例题1例题精选08.高中物理选择性必修第二册无限长的平行金属轨道M、N，相距L=0.5m，且水平放置；金属棒b和c可在轨道上无摩擦地滑动，两金属棒的质量mb=mc=0.1kg，电阻Rb=RC=1Ω，轨道的电阻不计．整个装置放在磁感强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向与轨道平面垂直(如图)．若使b棒以初速度v0=10m/s开始向右运动，求：(1)c棒的最大加速度；(2)c棒的最大速度。BMcbN解析例题解析09.高中物理选择性必修第一册【解析】(1)刚开始运动时回路中的感应电流为：刚开始运动时C棒的加速度最大：BMcbN解析例题解析10.高中物理选择性必修第一册BMcbN(2)在磁场力的作用下，b棒做减速运动，当两棒速度相等时，c棒达到最大速度。取两棒为研究对象，根据动量守恒定律有：解得c棒的最大速度为：例题2例题精选11.【参考答案】AC高中物理选择性必修第二册(多选)(2019·全国卷Ⅲ·19)如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上.t＝0时，棒ab以初速度v0向右滑动.运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示.下列图像中可能正确的是（）解析例题解析12.高中物理选择性必修第一册【解析】ab棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，则受到向左的安培力，从而向右做减速运动，；金属棒cd受向右的安培力作用而做加速运动，随着两棒的速度差的减小安培力减小，加速度减小，当两棒速度相等时，感应电流为零，最终两棒共速，一起做匀速运动，故最终电路中电流为0，故AC正确，BD错误．有外力等距双杆第二部分F12动力学分析01.高中物理选择性必修第二册1．电路特点:杆2相当于电源，其安培力为阻力；杆1安培力为动力。2．运动分析：最初阶段，a2>a1,杆1：杆2：(v2-v1)IFAa1a2当a2＝a1时v2-v1恒定I恒定FA恒定两棒匀加速杆1做加速度增大的加速运动，杆2做加速度减小的加速运动。F12动力学分析02.高中物理选择性必修第二册3．稳定时的速度差v2Otvv1例题3例题精选03.【参考答案】BC高中物理选择性必修第二册(多选)(2020·全国卷Ⅰ·21)如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直.ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略.一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行.经过一段时间后A.金属框的速度大小趋于恒定值B.金属框的加速度大小趋于恒定值C.导体棒所受安培力的大小趋于恒定值D.导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值解析例题解析04.高中物理选择性必修第一册

解析例题解析05.高中物理选择性必修第一册

无外力不等距双杆第三部分2v01动力学分析01.高中物理选择性必修第二册1．电路特点：杆1相当于电源；其安培力为阻力。杆2安培力为动力，运动后产生反电动势。2．电流特点：随着杆1的减速、杆2的加速，回路中电流变小。最终当Bl1v1=Bl2v2时，电流为零。3．安培力的特点：随电流的减小而减小4．加速度的特点：加速度先减小后不变。2v01动力学分析02.高中物理选择性必修第二册6．最终特点：最终当Bl1v1=Bl2v2时，电流为零，安培力为零，加速度为零，两杆匀速。Otvv0v2v1杆1做加速度变小的减速运动，最终匀速;杆2做加速度变小的加速运动，最终匀速.5．两棒的运动情况：动量观点03.高中物理选择性必修第二册1.两杆最终速度：整个过程中两杆动量不守恒，根据动量定理得：此时，电流为零，则2v01动量与能量04.高中物理选择性必修第二册根据能量转化情况，系统部分动能

电能

内能2.流过某一截面的电量3.能量观点2v01例题4例题精选05.高中物理选择性必修第二册

解析例题解析06.高中物理选择性必修第一册

解析例题解析07.高中物理选择性必修第一册

有外力不等距双杆第四部分2F1动力学分析01.高中物理选择性必修第二册1.运动分析：某时刻两棒速度分别为v1、

v2，加速度分别为a1、a2此时回路中电流为：经极短时间t后其速度分别为：I恒定，FA恒定，两棒匀加速！当时2F1动力学分析02.高中物理选择性必修第二册由此时回路中电流为：（与两棒电阻无关）得例题5例题精选03.【参考答案】AC高中物理选择性必修第二册

解析例题解析04.高中物理选择性必修第一册

解析例题解析05.高中物理选择性必修第一册

巩固提升第四部分练习1习题精选01.高中物理选择性必修第二册

解析习题解析02.高中物理选择性必修第一册

解析习题解析03.高中物理选择性必修第一册

练习2习题精选04.【参考答案】BD高中物理选择性必修第二册

解析习题解析05.高中物理选择性必修第一册

练习3习题精选06.高中物理选择性必修第二册

解析习题解析07.高中物理选择性必修第一册

解析例题解析08.高中物理选择性必修第一册

解析习题解析09.高中物理选择性必修第一册

解析习题解析10.高中物理选择性必修第一册