电磁感应中的“杆+导轨”模型

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必考部分第九章电磁感应微专题九电磁感应中的“杆导轨”模型第九章电磁感应对杆在导轨上运动组成的系统，杆在运动中切割磁感线产生感应电动势，并受到安培力的作用改变运动状态最终达到稳定的运动状态，该系统称为“杆导轨”模型“杆导轨”模型中杆有单杆和双杆之分，导轨可分为水平、竖直、倾斜导轨求解此类问题的关键有三点：1电路结构分析分析电路结构找出电源；用电器及其参数第九章电磁感应2动力学分析(1)受力分析：杆一般会受到重力、支持力、摩擦力、拉力、安培力，确定哪些力为变力，哪些力为恒力，按效果把力分为动力和阻力(必要时使用力的合成与分解)(2)动态分析：由牛顿第二定律确定加速度的表达式，结合初速度判断杆是加速还是减速，按照下面模式分析：直至确定收尾状态(3)常见收尾状态：静止；匀速直线运动；匀加速直线运动第九章电磁感应3能量分析动能定理EkEkW安W其他力；棒的动能、电路中的电能、其他能的转化与守恒第九章电磁感应典例 1 (2015上海黄浦区质检 )(多选)水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，如图所示，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情况比较，这个过程()A产生的总内能相等B通过ab棒的电荷量相等C电流所做的功相等D安培力对ab棒所做的功不相等第九章电磁感应答案 AD 第九章电磁感应典例 2如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，间距为L，处于竖直方向的磁场中，整个磁场由若干个宽度皆为d的条形匀强磁场区域1、2、3、4组成，磁感应强度B1、B2的方向相反，大小相等，即B1B2B导轨左端M、P间接一电阻R，质量为m、电阻为r的细导体棒ab垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，不计导轨的电阻现对棒ab施加水平向右的拉力，使其从区域1磁场左边界位置开始以速度v 0向右做匀速直线运动并穿越n个磁场区域第九章电磁感应(1)求棒ab穿越区域1磁场的过程中电阻R上产生的焦耳热Q；(2)求棒ab穿越n个磁场区域的过程中拉力对棒ab所做的功W；(3)规定棒ab中从a到b的电流方向为正，画出上述过程中通过棒ab的电流I随时间t变化的图象第九章电磁感应第九章电磁感应典例 3相距为L2 m的足够长的金属直角导轨如图甲所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面质量均为m0.1 kg 的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，细杆与导轨之间的动摩擦因数均为0.5，导轨电阻不计，细杆ab、cd电阻分别为R10.6 ，R2 0.4 .整个装置处于磁感应强度大小为B0.50 T、方向竖直向上的匀强磁场中当ab在平行于水平导轨的拉力F作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时，cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动测得拉力F与时间t的关系如图乙所示(取g10 m/s 2) 第九章电磁感应第九章电磁感应解题指导 1ab棒向右做匀加速直线运动，切割磁感线，产生电动势，相当于电源2cd杆向下运动，不切割磁感线，不产生电动势，是外电路，但受安培力第九章电磁感应第九章电磁感应答案 (1)10 m/s2(2)2 m/s(3)2.94 J 第九章电磁感应新题快递点击按扭进入WO RD文档作业谢谢大家

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