电磁感应单杆模型.docx

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1、第七讲单杆模型道相距r的导体不计，整直轨道导体棒一、专题引入：1.如下图，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨1.,两轨道之间用电阻R连接，有一质量为m、电阻为棒静止地放在轨道上与两轨道垂直，轨道的电阻忽略个装置处于磁感应强度B的匀强磁场中，磁场方向垂平面向上,现用水平恒力F沿轨道方向拉导体棒，使从静止开始运动。(1) .分析导体棒的运动情况；(2) .求出导体棒的最大速度。一沿轨道并求出导强磁以速到水此时变1.原题中光滑轨道与水平面成。角放置，并给导体棒向上的初速度V0,如下图，请分析导体棒的运动情况，体棒的最终速度.体棒即平初变2.原题中，假设在轨道平面上一矩形区域内存在匀场，开始时，导体

2、棒静止于磁场区域的右端，当磁场度Vl匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受平向左、大小为f的恒定阻力，并很快到达恒定速度，导体棒仍处于磁场区域内，求导体棒到达的恒定速度V2.变3.原题中假设在电阻R两端接一理想电压表，当导在匀强磁场中运动时，电压表示数随时间均匀增加，U=kt,求拉力F与时间的t的函数关系.思考：假设原题变成如下图三各种情况，给导体棒一水速度，请分析导体棒的运动情况？-型力析8fJB，B一、快学如；/%出E-2-7-4%=0Q-J-/42:/AA/AzJ、，0、PM/f,/1C丁卜单杆ab以一定的初速度V。在光滑水平轨道上滑动，质量为m,电阻不计，杆长为1.轨道水平光滑，单

3、杆ab质量为m,电阻不计，杆长为1.轨道水平光滑，单杆ab质量为m,电阻不计，杆长为1.,拉力F恒定轨道水平光滑，杆ab质量为m,电阻不计，杆长为1.,拉力恒定力学分析平衡状态：平衡状态：平衡状态：图像分析能量分析动能全部转化为内能：=nv电能转化为动能：W=-mvl2mF做的功中的一局部转化为杆的动能，一局部产热：F做的功中的一局部转化为动能，一局部转化为电场能：Wf=-VEc方向垂属杆MN其他电能是下三、专题分析：【单杆的最终速度】2 .如下图，两根竖直放置的光滑平行导轨，其一局部处于直导轨所在平面且有上下水平边界的匀强磁场中，一根金成水平沿导轨滑下，在与导轨和电阻R组成的闭合电路中，阻不

4、计。当金属杆MN进入磁场区后，其运动的速度图像可列图中的()3 .(北京)如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为1.。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计之间的摩擦。(D.由b向a方向看到的装置如图2所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；2) ).在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为V时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;3)

5、).求在下滑过程中，ab杆可以到达的速度最大值。4) (2005上海)如下图，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成。=37角，下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；.当金属棒下滑速度到达稳定时，电阻R消耗的功率为8出求该速度的大小；.在上问中，假设R=2Q,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.(g=10ms2,sin37o=0.6,c0s37o=0.8)MN、MN电阻不各

6、电阻为1、阻轨处于【单导体棒切割的电路类问题】5) (天津)两根光滑的长直金属导轨导轨平行置于同一水平面内，导轨间距为1,计，M、M处接有如下图的电路，电路中的阻值均为R,电容器的电容为C。长度也值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨求:保持良好接触，在ab运动距离为S的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q。（1） .ab运动速度V的大小；（2） .电容器所带的电荷量q。X1、电阻XX导轨上，/*/XX阻（图中Xs.小为B,XxXxZXp导4X通过控6 .（2008全国H）如图，一直导体棒质量为m、长为为r,其两端放在

7、位于水平面内间距也为1的光滑平行并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行的初速度V。在棒的运动速度由Vo减小至Vl的过程中，制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。假设不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。-1.xIXX处在同下穿过电阻R势E求：速度如7 .如下图，长平行导轨&、劭V光滑，相距=05m,一水平面中，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场竖直向导轨面.横跨在导轨上的直导线a。的质量加二0.1kg、二0.8Q,导轨电阻不计.导轨间通过开关S将电动=1.5V内电阻r=0.2Q的电池接在M两端，试.在开关S刚闭合的初始时刻，导线M的加速度多大？随后助的加速度、何变化？.在闭合开关S后，怎样才能使加以恒定的速度U=7.5ms沿导轨向右运动？试描述这时电路中的能量转化情况（通过具体的数据计算说明）.