湖北省華中師大一附中高二物理（國際板大小班、長短課重點(diǎn)班）電磁感應(yīng)切割現(xiàn)象.ppt

電磁感應(yīng)中的雙棒切割問題探討 類型一 不受外力作用下等長雙棒切割的分析 動(dòng)量規(guī)律 兩棒受到安培力大小相等方向相反 系統(tǒng)合外力為零 系統(tǒng)動(dòng)量守恒 能量轉(zhuǎn)化規(guī)律 系統(tǒng)機(jī)械能的減小量等于內(nèi)能的增加量 類似于完全非彈性碰撞 兩棒產(chǎn)生焦耳熱之比 電路特點(diǎn) 棒2相當(dāng)于電源 棒1受安培力而加速起動(dòng) 運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生反電動(dòng)勢 棒1做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng) 棒2做加速度變小的減速運(yùn)動(dòng) 最終兩棒具有共同速度 兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi) 兩導(dǎo)軌間的距離為 導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd 構(gòu)成矩形回路 如圖所示 兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m 電阻皆為r 回路中其余部分的電阻可不計(jì) 在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場 磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行 開始時(shí) 棒cd靜止 棒ab有指向棒cd的初速度v0 見圖 若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸 求 1 在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱量是多少 2 當(dāng)ab棒的速度變?yōu)榧铀俣鹊臅r(shí) cd棒的加速度是多少 1 思路分析 ab棒減速 cd棒加速 當(dāng)兩棒速度相等時(shí) 以相同的速度一起勻速運(yùn)動(dòng) 2 設(shè)此時(shí)ab棒的速度為va cd棒的速度為vc 在安培力作用下 棒1減速 棒2加速 回路中電流變小 最終當(dāng)bl1v1 bl2v2時(shí) 電流為零 兩棒都做勻速運(yùn)動(dòng) 此時(shí)兩棒速度不同 二 不受外力作用下不等長雙棒切割的分析 電路特點(diǎn) 棒1相當(dāng)于電源 棒2受安培力而起動(dòng) 運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生反電動(dòng)勢 任一時(shí)刻兩棒中電流相同 兩棒受到的安培力大小之比為 整個(gè)過程中兩棒所受安培力沖量大小之比 對棒1 對棒2 結(jié)合 可得 能量轉(zhuǎn)化情況 系統(tǒng)動(dòng)能 電能 內(nèi)能流過某一截面的電量 由動(dòng)量定理可得 典例分析 由于棒l1向右運(yùn)動(dòng) 回路中產(chǎn)生電流 l1受安培力的作用右減速 l2受安培力加速使回路中的電流逐漸減小 當(dāng)v1 v2滿足l1v1 l2v2時(shí) 回路電動(dòng)勢為零 電流也為零 兩棒以不同的速度勻速運(yùn)動(dòng) 對ac 由動(dòng)量定理可知 結(jié)合l1v1 l2v2 對de 由動(dòng)量定理可知 三 受外力作用時(shí)等長雙棒切割的分析 電路特點(diǎn) 棒2相當(dāng)于電源 棒1受安培力而起動(dòng) 棒2做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng) 棒1做加速度不斷增大的加速運(yùn)動(dòng) 當(dāng)a2 a1時(shí) v2 v1恒定 i恒定 安培力fb恒定 兩棒一起以相同的加速度勻加速運(yùn)動(dòng) 穩(wěn)定的速度差為回路提供電流 使1棒受安培力而維持加速度 典型例題 1 聯(lián)立可得 v甲 8 15m sv乙 1 85m s 2 棒1在外力的拖動(dòng)下向左勻速運(yùn)動(dòng) 使回路中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 棒2受安培力作用也向左運(yùn)動(dòng) 構(gòu)成一個(gè)雙棒模型 棒2做一個(gè)加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng) 當(dāng)棒2的a 0時(shí)