專題九_電磁感應(yīng)專題講座(90張ppt)

1、 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 ( (一一) )電磁感應(yīng)基礎(chǔ)知識電磁感應(yīng)基礎(chǔ)知識 ( (二二) )電磁問題兩類模型電磁問題兩類模型 ( (三三) )電磁感應(yīng)圖象問題電磁感應(yīng)圖象問題 ( (四四) )電磁導(dǎo)軌模型電磁導(dǎo)軌模型 1.1.單動式導(dǎo)軌模型單動式導(dǎo)軌模型 2.2.雙動式導(dǎo)軌模型雙動式導(dǎo)軌模型 3.3.電容式導(dǎo)軌模型電容式導(dǎo)軌模型 ( (五五) )線圈平動模型線圈平動模型 ( (一一) )電磁感應(yīng)基礎(chǔ)知識電磁感應(yīng)基礎(chǔ)知識 典型題析典型題析 v題型題型1.1.一一飛機在北半球的上空以速度飛機在北半球的上空以速度v v水平飛水平飛 行，飛機機身長為行，飛機機身長為a a，翼展為，翼展為b b；該空間地磁；

2、該空間地磁 場磁感應(yīng)強度的水平分量為場磁感應(yīng)強度的水平分量為B B1 1，豎直分量為，豎直分量為 B B2 2；駕駛員左側(cè)機翼的端點用；駕駛員左側(cè)機翼的端點用A A表示，右側(cè)機表示，右側(cè)機 翼的端點用翼的端點用B B表示，用表示，用E E表示飛機產(chǎn)生的感應(yīng)表示飛機產(chǎn)生的感應(yīng) 電動勢，則：電動勢，則： vA.A.E E= =B B1 1vbvb, ,且且A A點電勢低于點電勢低于B B點電勢點電勢 vB.B.E E= =B B1 1vbvb, ,且且A A點電勢高于點電勢高于B B點電勢點電勢 vC.C.E E= =B B2 2vbvb, ,且且A A點電勢低于點電勢低于B B點電勢點電勢 vD

3、.D.E E= =B B2 2vbvb, ,且且A A點電勢高于點電勢高于B B點電勢點電勢 v 答案：答案：D D 地磁場的特點地磁場的特點 1.1.地磁場的北極在地理南極附近地磁場的北極在地理南極附近, ,地磁場的地磁場的 南極在地理北極附近南極在地理北極附近. . 2.2.地理兩極與地磁極并不重合地理兩極與地磁極并不重合 3.3.地磁場地磁場B B的水平分量總是指向地理的北極的水平分量總是指向地理的北極, , 而豎直分量在北半球垂直地面向下而豎直分量在北半球垂直地面向下. . 4. 4.在赤道平面上在赤道平面上, ,距離地球表面相等的各點距離地球表面相等的各點, , 磁感應(yīng)強度相等磁感應(yīng)

4、強度相等, ,且方向水平向北且方向水平向北 典型題析典型題析 v題型題型2.2.如圖所示如圖所示, ,在勻強磁場中在勻強磁場中,MN,MN、PQPQ是兩條平行是兩條平行 的金屬導(dǎo)軌的金屬導(dǎo)軌,ab,ab、cdcd為置于導(dǎo)軌上的串有電壓表和為置于導(dǎo)軌上的串有電壓表和 電流表的兩根金屬棒電流表的兩根金屬棒. .當(dāng)兩棒以相同速度向右運動當(dāng)兩棒以相同速度向右運動 時時, ,可肯定：可肯定： vA A電壓表有讀數(shù)電壓表有讀數(shù), ,電流表有讀數(shù)電流表有讀數(shù) vB B電壓表無讀數(shù)電壓表無讀數(shù), ,電流表無讀數(shù)電流表無讀數(shù) vC C電壓表有讀數(shù)電壓表有讀數(shù), ,電流表無讀數(shù)電流表無讀數(shù) vD D電壓表無讀數(shù)電

5、壓表無讀數(shù), ,電流表有讀數(shù)電流表有讀數(shù) v 【答案】【答案】B B 典型題析典型題析 題型題型3(3(全國高考題全國高考題) )如圖所示如圖所示,A,A1 1和和A A2 2是兩只完是兩只完 全相同的燈泡全相同的燈泡, ,線圈線圈L L的電阻可以忽略的電阻可以忽略, ,下面說下面說 法正確的是法正確的是: : A.A.合上開關(guān)合上開關(guān)S S時時,A,A2 2先亮先亮,A,A1 1后亮后亮, ,最后一樣亮最后一樣亮 B.B.合上開關(guān)合上開關(guān)S S時時,A,A1 1和和A A2 2始終一樣亮始終一樣亮 C.C.斷開開關(guān)斷開開關(guān)S S時時,A,A2 2立即熄滅立即熄滅,A,A1 1過一會兒才熄滅過

6、一會兒才熄滅 D.D.斷開開關(guān)斷開開關(guān)S S時時, A, A1 1和和A A2 2都過一會兒才熄滅都過一會兒才熄滅. . 答案答案:A:A、D D 對楞次定律的理解對楞次定律的理解: : 感應(yīng)電流的磁場總要阻礙產(chǎn)生它的原因感應(yīng)電流的磁場總要阻礙產(chǎn)生它的原因. . 體現(xiàn)體現(xiàn)“反抗反抗做功做功能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化”的思想的思想. . （1)1)阻礙原磁通的變化阻礙原磁通的變化( (可理解為可理解為“反反 抗原磁通的增加抗原磁通的增加, ,補償原磁通的減小補償原磁通的減小”.).) (2) (2)阻礙導(dǎo)體和磁體間的相對運動阻礙導(dǎo)體和磁體間的相對運動( (可可 理解為理解為“來者拒之、去者留之來者拒之、去

7、者留之”).). (3) (3)阻礙原電流的變化阻礙原電流的變化( (自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象)()(可可 理解為理解為“增反減同增反減同”) ) “阻礙阻礙”的理解的理解 “來者拒之來者拒之, ,去者留之去者留之.”.” 啟迪和思考啟迪和思考 若若A A1 1的電阻比的電阻比 A A2 2的電阻小得的電阻小得 多多, ,在斷開開關(guān)在斷開開關(guān) S S時時,A,A1 1和和A A2 2的的 亮度如何變化？亮度如何變化？ 思路點撥思路點撥 由于由于A A1 1的電阻比的電阻比A A2 2的電阻的電阻 小得多小得多, ,因此在斷開開關(guān)因此在斷開開關(guān)S S 時時, ,流過流過A A1 1和和A A2 2的電流

8、顯然的電流顯然 I I1 1II2 2當(dāng)當(dāng)S S打開時打開時, ,電流電流I I2 2突突 變?yōu)榱阕優(yōu)榱? ,而由于線圈的自感而由于線圈的自感 作用作用, ,電流電流I I1 1將逐漸減為零將逐漸減為零. . 此時此時A A2 2中有反向電流中有反向電流I I1 1流過流過, , 因此因此A A2 2將先變得更亮將先變得更亮, ,然后然后 再變暗再變暗, ,直至熄滅直至熄滅. . 啟迪和結(jié)論啟迪和結(jié)論 v 要注意的要注意的, ,是在斷電瞬時是在斷電瞬時, ,小燈小燈 泡泡“突然閃亮一下突然閃亮一下”不是其本質(zhì)不是其本質(zhì) 的表現(xiàn)的表現(xiàn), ,而是在特定條件下而是在特定條件下( (小燈小燈 泡電阻要

9、大、線圈的自感系數(shù)要泡電阻要大、線圈的自感系數(shù)要 大大) )的一種表現(xiàn)方式的一種表現(xiàn)方式. . ( (二二) )電磁問題兩類模型電磁問題兩類模型 模型模型1(1(題型題型4).4).在一些工業(yè)生產(chǎn)中常使用一種在一些工業(yè)生產(chǎn)中常使用一種磁流體磁流體 泵泵，這種泵的傳動部分與被傳輸?shù)囊后w不接觸。如，這種泵的傳動部分與被傳輸?shù)囊后w不接觸。如 圖表示這種磁流體泵的結(jié)構(gòu)圖表示這種磁流體泵的結(jié)構(gòu). .將導(dǎo)管放在磁場中將導(dǎo)管放在磁場中, ,當(dāng)當(dāng) 電流通過導(dǎo)電液體時電流通過導(dǎo)電液體時, ,這種液體即被驅(qū)動，若導(dǎo)管這種液體即被驅(qū)動，若導(dǎo)管 的截面面積為的截面面積為whwh, ,上、下表面為導(dǎo)體，前、后表上、下表

10、面為導(dǎo)體，前、后表 面絕緣，管長為面絕緣，管長為L L，液體的電阻率為，液體的電阻率為，所加電源，所加電源 電動勢為電動勢為E E，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為r r, ,垂直于前、后表面所加勻強垂直于前、后表面所加勻強 磁場磁感應(yīng)強度為磁場磁感應(yīng)強度為B B， 求驅(qū)動力產(chǎn)生的求驅(qū)動力產(chǎn)生的 壓強差為多少壓強差為多少? ? 圖圖1 1為磁流體泵簡化情為磁流體泵簡化情 形，其原理為電流流過液形，其原理為電流流過液 體時液體即為載流導(dǎo)體，體時液體即為載流導(dǎo)體， 在磁場中受安培力作用，在磁場中受安培力作用， 可建立圖可建立圖2 2所示的模型所示的模型 長為長為h h，電阻為，電阻為R Rh/wLh/wL的的 載流

11、導(dǎo)體所受的安培力載流導(dǎo)體所受的安培力F FBIhBIh， 由歐姆定律，得由歐姆定律，得 ： I IE/(r+h/wL)E/(r+h/wL)， 由壓強公式，得由壓強公式，得 ： P PF F/(/(whwh) )， 可得可得 ： hrWL BEL P 模型模型2.(2.(題型題型5)5)電磁流量計電磁流量計廣泛用于測量可導(dǎo)電廣泛用于測量可導(dǎo)電 流流 體在管中的流量，為了簡化，假設(shè)流量計是如體在管中的流量，為了簡化，假設(shè)流量計是如 圖所示橫截面為長方形的管道，其中空部分長、圖所示橫截面為長方形的管道，其中空部分長、 寬、高分別為寬、高分別為a a、b b、c c，流量計的兩端與輸送流體，流量計的兩

12、端與輸送流體 的管道相連，前后表面絕緣的管道相連，前后表面絕緣, ,上下表面為金屬材上下表面為金屬材 料在垂直于前后表面方向加上磁感應(yīng)強度為料在垂直于前后表面方向加上磁感應(yīng)強度為B B的的 勻強磁場，當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定流經(jīng)流量計時勻強磁場，當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定流經(jīng)流量計時, ,在管外在管外 將流量計上下表面用一將流量計上下表面用一 串接了電阻串接了電阻R R的電流表兩的電流表兩 端連接端連接, ,I I表示測得的電表示測得的電 流值流值, ,已知液體電阻率為已知液體電阻率為 ,不計電流表內(nèi)阻不計電流表內(nèi)阻, ,則則 可求得流量為多少可求得流量為多少? ? 圖圖3 3為磁流量計簡化情形，為磁流量計簡化情形

13、， 其原理為液體流動時，形其原理為液體流動時，形 成閉合回路，產(chǎn)生感應(yīng)電成閉合回路，產(chǎn)生感應(yīng)電 流，其模型如圖流，其模型如圖4 4所示所示 （等效為長為（等效為長為c c的金屬棒在磁場的金屬棒在磁場 中切割磁感線中切割磁感線等效電源等效電源) ) 長為長為c c的導(dǎo)體，內(nèi)阻的導(dǎo)體，內(nèi)阻r rcc/ /abab 長為長為c c的導(dǎo)體切割磁感線，與外電阻的導(dǎo)體切割磁感線，與外電阻 R R 組成閉合回路，流體的流量組成閉合回路，流體的流量Q=V/t=bcvQ=V/t=bcv 故故“導(dǎo)體導(dǎo)體”運動速度為運動速度為v vQ / bcQ / bc 其產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為其產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為E EBcv=BQ /

14、 bBcv=BQ / b 由歐姆定律得由歐姆定律得 I IE E/(/(R R+ +c/abc/ab) )。 可得可得 ：Q QI I( (Rab+cRab+c)/)/aBaB 磁流體泵磁流體泵磁流量計磁流量計 簡化圖簡化圖 模模 型型電流在磁場中受力模型電流在磁場中受力模型 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電動勢模型導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電動勢模型 模型圖模型圖 規(guī)規(guī) 律律F FBIhBIhE=BcvE=Bcv 方向判斷方向判斷左手定則左手定則右手定則右手定則 電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生由外接電源提供電勢差由外接電源提供電勢差液體流動產(chǎn)生電勢差液體流動產(chǎn)生電勢差 流體電阻流體電阻R=h/WL(R=h/WL(外電阻外電阻

15、) )r=c/ab(r=c/ab(內(nèi)電阻內(nèi)電阻) ) 聯(lián)聯(lián) 系系電流恒定時，運動電荷受合力為零：電流恒定時，運動電荷受合力為零： f f洛 洛 F F電 電 題型題型6.(20076.(2007年山西省理綜試題年山西省理綜試題) )如圖所示，如圖所示，LOOLLOOL為一折為一折 線，它所形成的兩個角線，它所形成的兩個角LOOLOO和和OOOOLL均為均為4545度度. .折線的折線的 右邊有一勻強磁場，其方向垂直右邊有一勻強磁場，其方向垂直O(jiān)OOO的方向以速度的方向以速度v v做勻速直做勻速直 線運動，在線運動，在t t=0=0時刻恰好位于圖中所示的位置。以逆時針方向時刻恰好位于圖中所示的位

16、置。以逆時針方向 為導(dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電為導(dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電 流流時間（時間（ItIt）關(guān)系的是（時間以）關(guān)系的是（時間以l l/ /v v為單位為單位 ) ) ( (二二) )電磁感應(yīng)圖象問題電磁感應(yīng)圖象問題 思路點撥思路點撥 設(shè)導(dǎo)線框上、下邊切割磁感線的設(shè)導(dǎo)線框上、下邊切割磁感線的 有效長度分別為有效長度分別為L L1 1、L L2 2. . L L1 1不變不變,L,L2 2減小減小,0,0 E=B(L E=B(L1 1-L-L2 2)v,I=E/R,)v,I=E/R, 逆時針方向電流增大逆時針方向電流增大. . L L2 2

17、不變不變,L,L1 1減小減小,0,0 E=B(L E=B(L2 2-L-L1 1)v,I=E/R,)v,I=E/R, 順時針方向電流增大順時針方向電流增大. . 離開磁場離開磁場 L L2 2減小減小,0,0 E=BL E=BL2 2v,I=E/R,(Lv,I=E/R,(L1 1=0)=0) 順時針方向電流減小順時針方向電流減小. . 啟迪和結(jié)論啟迪和結(jié)論 導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 公式公式E=BLvE=BLv應(yīng)明確以下幾點：應(yīng)明確以下幾點： vB B、L L、v v三者都應(yīng)互相垂直三者都應(yīng)互相垂直, ,當(dāng)不滿足該當(dāng)不滿足該 條件時應(yīng)將其分解條件時

18、應(yīng)將其分解. . vL L為有效長度即在磁場中且與速度方向垂為有效長度即在磁場中且與速度方向垂 直的兩端點間的長度直的兩端點間的長度. . vv v為切割磁感線的速度應(yīng)是導(dǎo)體棒垂直于為切割磁感線的速度應(yīng)是導(dǎo)體棒垂直于 磁場相對于磁場的速度磁場相對于磁場的速度. . 【題型【題型7 7】(2008(2008年山西省理綜試題年山西省理綜試題) )矩形導(dǎo)線框矩形導(dǎo)線框 abcdabcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框 所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里， 磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B隨時間變化的規(guī)律如圖所示

19、隨時間變化的規(guī)律如圖所示. .若規(guī)定若規(guī)定 順時針方向為感應(yīng)電流順時針方向為感應(yīng)電流I I的正方向，下列各圖中的正方向，下列各圖中 正確的是正確的是: : 思路點拔思路點拔 0-1s0-1s內(nèi)內(nèi)B B垂直紙面向里均勻增大，則由楞次定垂直紙面向里均勻增大，則由楞次定 律及法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈中產(chǎn)生恒定律及法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈中產(chǎn)生恒定 的感應(yīng)電流，方向為逆時針方向，排除的感應(yīng)電流，方向為逆時針方向，排除A A、C C選選 項；項；1s-2s1s-2s內(nèi)，內(nèi)，B B垂直紙面向里均勻減少，同理垂直紙面向里均勻減少，同理 可得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針方向，可得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方

20、向為順時針方向， 由由“相反相成相反相成”原則原則可知在可知在2s-3s2s-3s內(nèi)內(nèi), ,線圈中產(chǎn)線圈中產(chǎn) 生生 的感應(yīng)電流方向為順時針方向的感應(yīng)電流方向為順時針方向, ,因因 此此D D正確。正確。 ( (四四).).電磁導(dǎo)軌模型電磁導(dǎo)軌模型 1.1.單動式導(dǎo)軌模型單動式導(dǎo)軌模型 (1).(1).單電源發(fā)電式導(dǎo)軌模型單電源發(fā)電式導(dǎo)軌模型 題型題型8.如圖所示如圖所示,足夠長的足夠長的U形導(dǎo)體框架的寬度形導(dǎo)體框架的寬度 L=0.5m,電阻不計電阻不計,與水平面成與水平面成=37角角,勻勻 強磁場強磁場B=0.8T,方向垂直于導(dǎo)體框平面方向垂直于導(dǎo)體框平面,金屬金屬 棒棒MN的質(zhì)量的質(zhì)量m=0

21、.2kg,電阻電阻R=0.2,放在導(dǎo)放在導(dǎo) 體框上體框上,與其的動摩擦因數(shù)與其的動摩擦因數(shù)=0.5.導(dǎo)體棒由靜導(dǎo)體棒由靜 止開始到剛勻速運動時止開始到剛勻速運動時,通過導(dǎo)體棒截面電量通過導(dǎo)體棒截面電量 共為共為q=2c,求：求： （1）導(dǎo)體棒終態(tài)的速度；）導(dǎo)體棒終態(tài)的速度； （2）導(dǎo)體棒從開始到剛）導(dǎo)體棒從開始到剛 勻速運動時所消耗的電功勻速運動時所消耗的電功. 思路點撥思路點撥(1)(1) 本題是典型的導(dǎo)體棒從靜態(tài)到動態(tài)本題是典型的導(dǎo)體棒從靜態(tài)到動態(tài), ,動動 態(tài)到終態(tài)（即穩(wěn)態(tài)）的綜合分析題態(tài)到終態(tài)（即穩(wěn)態(tài)）的綜合分析題, ,其分其分 析動態(tài)是關(guān)鍵析動態(tài)是關(guān)鍵, ,對于動態(tài)分析可從以下過對于

22、動態(tài)分析可從以下過 程考慮：首先是導(dǎo)體組成的閉合電路中的程考慮：首先是導(dǎo)體組成的閉合電路中的 磁通量發(fā)生變化磁通量發(fā)生變化進而在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)進而在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng) 電流電流以致使導(dǎo)體受安培力的作用以致使導(dǎo)體受安培力的作用, ,即導(dǎo)即導(dǎo) 體所受的合外力隨之變化體所受的合外力隨之變化使得導(dǎo)體加速使得導(dǎo)體加速 度發(fā)生變化度發(fā)生變化造成速度也發(fā)生變化造成速度也發(fā)生變化又引又引 起感應(yīng)電流隨之變化起感應(yīng)電流隨之變化周而復(fù)始地循環(huán)最周而復(fù)始地循環(huán)最 后加速度減小至零后加速度減小至零從而使速度達到最大從而使速度達到最大 最后導(dǎo)體以最大速度做勻速直線運動最后導(dǎo)體以最大速度做勻速直線運動. . 思路點撥思路點撥

23、(2) (1)(1)當(dāng)導(dǎo)體棒當(dāng)導(dǎo)體棒MNMN在導(dǎo)軌上勻速運動時在導(dǎo)軌上勻速運動時, ,由平衡條件得：由平衡條件得： ,cossinBILmgmg ./5 .0smv R BLv I m m (2)(2)導(dǎo)體棒由靜止開始下滑到剛勻速運動時通過導(dǎo)體棒截面導(dǎo)體棒由靜止開始下滑到剛勻速運動時通過導(dǎo)體棒截面 的電量的電量q=2c,q=2c,由此可得導(dǎo)體棒在這一段時間內(nèi)移動的距離由此可得導(dǎo)體棒在這一段時間內(nèi)移動的距離S, S, ,. Itq RtR E I .0 . 1 mS R BLS R q 設(shè)這一段時間內(nèi)金屬棒所消耗的電功為設(shè)這一段時間內(nèi)金屬棒所消耗的電功為W W據(jù)能量守恒定律可得據(jù)能量守恒定律可得

24、： JWmvWmgsmgs375. 0 2 1 cossin 2 啟迪和結(jié)論啟迪和結(jié)論 本題所求的本題所求的從開始運動到剛勻速運動時所消從開始運動到剛勻速運動時所消 耗的電功耗的電功, ,即為該過程中克服安培力所做的功即為該過程中克服安培力所做的功, , 也就是電路中所產(chǎn)生的焦耳熱也就是電路中所產(chǎn)生的焦耳熱. .由于金屬棒的由于金屬棒的 運動為變速運動運動為變速運動, ,電路中所形成的電流為非穩(wěn)電路中所形成的電流為非穩(wěn) 恒電流恒電流, ,因此因此, ,從焦耳定律突破是無法求解的從焦耳定律突破是無法求解的. . 只能從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點著手求解只能從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點著手求解, ,當(dāng)然當(dāng)然

25、這也是我們處理此類問題的關(guān)鍵和解決此類這也是我們處理此類問題的關(guān)鍵和解決此類 問題的一把金鑰匙問題的一把金鑰匙. . 題型題型9.9.如圖所示如圖所示, ,金屬導(dǎo)桿金屬導(dǎo)桿MNMN受到受到 一水平?jīng)_量作用后以一水平?jīng)_量作用后以v v0 0=4m/s=4m/s的的 初速度沿水平面內(nèi)的平行導(dǎo)軌運初速度沿水平面內(nèi)的平行導(dǎo)軌運 動動, ,經(jīng)一段時間后而停止經(jīng)一段時間后而停止, ,桿的質(zhì)桿的質(zhì) 量量m=5kg,m=5kg,導(dǎo)軌寬導(dǎo)軌寬L=0.4m,L=0.4m,導(dǎo)軌右導(dǎo)軌右 端接一電阻端接一電阻R=2,R=2,其余電阻不計其余電阻不計, , 勻強磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面勻強磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面, , 磁

26、感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B=0.5T,B=0.5T,桿和導(dǎo)軌間桿和導(dǎo)軌間 的動摩擦因數(shù)的動摩擦因數(shù)=0.4,=0.4,測得整個測得整個 過程中通過電阻的電量過程中通過電阻的電量q=10q=10 C. C. 求：（求：（1 1）整個過程中產(chǎn)生的焦）整個過程中產(chǎn)生的焦 耳熱耳熱Q Q；（；（2 2）MNMN桿運動時間桿運動時間t.t. 思路點撥思路點撥 啟迪和思考啟迪和思考 求感應(yīng)電量的兩種思路求感應(yīng)電量的兩種思路: : (1)(1)利用法拉第電磁感應(yīng)定律求解：利用法拉第電磁感應(yīng)定律求解： rR nt rR E t Iq (2)(2)利用動量定理求解利用動量定理求解: : Bl P qt IqPtl I

27、B , 題型題型10.兩條彼此平行、間距兩條彼此平行、間距 L=0.5m的光滑金屬導(dǎo)軌水平固的光滑金屬導(dǎo)軌水平固 定放置定放置,其左端接有其左端接有R=2,右端右端 接有接有RL=4的小燈泡的小燈泡,在導(dǎo)軌的在導(dǎo)軌的 MNPQ矩形區(qū)域內(nèi)有向上的磁矩形區(qū)域內(nèi)有向上的磁 場場,Bt的變化規(guī)律如圖的變化規(guī)律如圖.MP的長的長 度度d=2m.電阻電阻r=2的金屬桿在的金屬桿在 t=0時時,用水平恒力用水平恒力F拉桿拉桿,使之從使之從 靜止開始由靜止開始由GH向右運動向右運動,桿由桿由 GH運動到運動到PQ的過程中的過程中,小燈泡小燈泡 亮度始終不變亮度始終不變,求：求： (1)通過小燈泡的電流通過小燈

28、泡的電流. (2)水平恒力水平恒力F的大小的大小. (3)桿的質(zhì)量桿的質(zhì)量. 思路點撥思路點撥(1) (1)桿由桿由GH運動到運動到MN的過程中的過程中, VS t B E5 . 0 1 5 2 1 RRR L總 A R E I 總 L 1 . 0 1 思路點撥思路點撥(2)(2) (2)(2)桿由桿由GHGH運動到運動到PQPQ的過的過 程中程中, ,小燈泡亮度始終小燈泡亮度始終 不變不變, ,說明桿在說明桿在4s4s末進末進 入磁場時恰勻速運動入磁場時恰勻速運動. . 思路點撥思路點撥(3) .3 . 0 3 . 0 NBILF A R RI II LL L (3)桿運動到桿運動到MN時速

29、度為時速度為v, kgmmvFt smvBLvE V RR RR rIE L L 2 . 1 /1 1)( (2)(2)雙電源發(fā)電式導(dǎo)軌模型雙電源發(fā)電式導(dǎo)軌模型 如圖所示如圖所示, ,兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上, , 每根導(dǎo)軌每米的電阻為每根導(dǎo)軌每米的電阻為r r0 0=0.10/m,=0.10/m,導(dǎo)軌間的端點導(dǎo)軌間的端點P P、 Q Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連用電阻可忽略的導(dǎo)線相連, ,兩導(dǎo)軌間的距離兩導(dǎo)軌間的距離L=0.20m.L=0.20m. 有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面, ,已知磁感應(yīng)強已知磁感應(yīng)強 度度B B與

30、時間的關(guān)系為與時間的關(guān)系為B=kt,B=kt,比例系數(shù)比例系數(shù)k=0.02T/s.k=0.02T/s.一電一電 阻不計的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動阻不計的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動, ,在滑動過在滑動過 程中保持與導(dǎo)軌垂直程中保持與導(dǎo)軌垂直. .在在t=0t=0時刻時刻, ,金屬桿緊靠在金屬桿緊靠在P P、Q Q 兩端兩端, ,在外力作用下在外力作用下, ,桿以恒定的加速度從靜止開始桿以恒定的加速度從靜止開始 向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒酉驅(qū)к壍牧硪欢嘶瑒? ,求在求在t=6.0st=6.0s時金屬桿所受的安時金屬桿所受的安 培力培力. . 題型題型1111（20032003年江蘇高考試題）年江蘇高

31、考試題） 思路點撥思路點撥(1) 該題如果磁感應(yīng)強度不變該題如果磁感應(yīng)強度不變, ,則整個電路中只有則整個電路中只有 導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢. .而導(dǎo)體而導(dǎo)體 棒在切割磁感線的同時棒在切割磁感線的同時, ,閉合電路的磁通量又閉合電路的磁通量又 在變化在變化, ,這樣在導(dǎo)體棒向左運動的過程中這樣在導(dǎo)體棒向左運動的過程中, ,電路電路 中就同時產(chǎn)生兩個電動勢：中就同時產(chǎn)生兩個電動勢： 一個是導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一個是導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 （即（即“動生動生”電動勢電動勢）：如以）：如以a a表示金屬桿運表示金屬桿運 動的加速度動的加

32、速度, ,在在t t時刻有時刻有 ； BLvE 1 ktB atv 2 1 kLatE 思路點撥思路點撥(2) 另一個是閉合電路中的磁通量變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢另一個是閉合電路中的磁通量變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E E2 2 （即（即“感生感生”電動勢）電動勢） 22 2 2 1 2 1 kLatatkLS t B t E 假設(shè)磁場方向垂直于水平面向上假設(shè)磁場方向垂直于水平面向上, ,根據(jù)右手定則和楞次定律可根據(jù)右手定則和楞次定律可 判斷兩個電動勢產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同判斷兩個電動勢產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同, ,相當(dāng)于兩個電源相當(dāng)于兩個電源 “串聯(lián)串聯(lián)”, ,這樣整個電路的這樣整個電路的“等效電動勢等效

33、電動勢”為：為： 2 21 5 . 1 kLatEEE 此時回路的總電阻為：此時回路的總電阻為： . 2 1 ,2 2/ 0 / atLrLR 回路的感應(yīng)電流為回路的感應(yīng)電流為 R E I 因此作用于桿的安培力為：因此作用于桿的安培力為： .1044. 1 3 NBILF B 方向向右方向向右. 題型題型12.12.如圖如圖a a所示所示, ,金屬導(dǎo)軌寬金屬導(dǎo)軌寬 L=0.4m,L=0.4m,均勻變化的磁場，垂直平均勻變化的磁場，垂直平 面向里面向里, ,磁感應(yīng)強度的變化規(guī)律如磁感應(yīng)強度的變化規(guī)律如 圖圖b b所示所示, ,金屬桿金屬桿abab的電阻為的電阻為1,1,從從 t=0t=0開始金屬

34、桿在水平外力的作用開始金屬桿在水平外力的作用 下以下以v=1m/sv=1m/s的速度向左勻速運動的速度向左勻速運動, , 其他電阻不計其他電阻不計, ,求：求： 1s1s末回路的電動勢；末回路的電動勢； 1s1s末安培力的瞬時功率末安培力的瞬時功率. . 典型例題分析典型例題分析 思路點撥思路點撥 設(shè)由于回路的磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生的設(shè)由于回路的磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生的“感生感生”電動電動 勢為勢為E E1 1, ,由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的“動生動生”電動勢電動勢 為為E E2 2. .令令1s1s末金屬桿的位移為末金屬桿的位移為x,x,則則x=vt,x=vt,則則1s1s末回

35、路末回路 的電動勢為：的電動勢為： E=EE=E1 1+E+E2, 2,E E1 1=/t,=LxB/t, =/t,=LxB/t, E E2 2=BLv,=BLv,代入數(shù)據(jù)可得代入數(shù)據(jù)可得E=1.6v.E=1.6v. (2)(2)有些同學(xué)認為：因金屬桿做勻速運動有些同學(xué)認為：因金屬桿做勻速運動, ,根據(jù)能量守根據(jù)能量守 恒得恒得, ,外力外力F F的功率與安培力的功率相等的功率與安培力的功率相等, ,安培力的功安培力的功 率等于整個電路的電功率率等于整個電路的電功率, ,所以所以1s1s末安培力的瞬時功末安培力的瞬時功 率為：率為：P=EP=E2 2/R=2.56W./R=2.56W.這是一個

36、重大的這是一個重大的“隱形隱形”錯誤錯誤. . 因從題意可知因從題意可知, ,本題中電動勢本題中電動勢E E包括包括“感生電動勢感生電動勢” 和和“動生電動勢動生電動勢”兩部分組成兩部分組成, ,因此，回路中的電功因此，回路中的電功 率與安培力的功率是不相等的率與安培力的功率是不相等的. .同學(xué)們考慮一下同學(xué)們考慮一下, ,其其 正確解法應(yīng)怎樣？正確解法應(yīng)怎樣？ 正確解答正確解答 因金屬桿做勻速運動因金屬桿做勻速運動, ,所以金屬桿所受到的所以金屬桿所受到的 外力外力F F與安培力大小相等與安培力大小相等. .即即F=FF=FB B=BIL,=BIL,則則1s1s末末 安培力的瞬時功率為：安培

37、力的瞬時功率為： P=FP=FB Bv=BILv=BLvE/R=1.28W.v=BILv=BLvE/R=1.28W. 注意：注意：當(dāng)既有動生電動勢又有感生電動勢時當(dāng)既有動生電動勢又有感生電動勢時, , 回路的電動勢應(yīng)為兩種電動勢的代數(shù)和回路的電動勢應(yīng)為兩種電動勢的代數(shù)和, ,因有因有 部分電磁場的能量轉(zhuǎn)化為電能部分電磁場的能量轉(zhuǎn)化為電能, ,因而產(chǎn)生的電因而產(chǎn)生的電 能不全由機械能轉(zhuǎn)化而來的能不全由機械能轉(zhuǎn)化而來的. . v題型題型13. (200713. (2007年廣東省高考物理試題年廣東省高考物理試題) ) 如圖（如圖（a a）所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距）所示，一端封閉的兩條平

38、行光滑導(dǎo)軌相距L L， 距左端距左端L L處的中間一段被彎成半徑為處的中間一段被彎成半徑為H H的的1/41/4圓弧，導(dǎo)軌左右圓弧，導(dǎo)軌左右 兩段處于高度相差兩段處于高度相差H H的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無磁場，的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無磁場， 右段區(qū)域存在磁場右段區(qū)域存在磁場B B0 0，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時間線性，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時間線性 變化的磁場變化的磁場B B（t t），如圖（），如圖（b b）所示，兩磁場方向均豎直向）所示，兩磁場方向均豎直向 上。在圓弧頂端，放置一質(zhì)量為上。在圓弧頂端，放置一質(zhì)量為m m的金屬棒的金屬棒abab，與導(dǎo)軌左段，與導(dǎo)軌左段 形成閉

39、合回路，從金屬棒下滑開始計時，經(jīng)過時間形成閉合回路，從金屬棒下滑開始計時，經(jīng)過時間t t0 0滑到圓滑到圓 弧底端。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為弧底端。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R R，導(dǎo)軌電阻不計，重，導(dǎo)軌電阻不計，重 力加速度為力加速度為g g。 思路點撥思路點撥 （1 1）問金屬棒在圓弧內(nèi)滑動時，回路中感應(yīng)）問金屬棒在圓弧內(nèi)滑動時，回路中感應(yīng) 電流的大小和方向是否發(fā)生改變？為什么？電流的大小和方向是否發(fā)生改變？為什么？ 【解析】【解析】(1)(1)感應(yīng)電流的大小和方向均不發(fā)生感應(yīng)電流的大小和方向均不發(fā)生 改變。因為金屬棒滑到圓弧任意位置時，回路改變。因為金屬棒滑到圓弧任意位置時，回路 中磁通量

40、的變化率相同。中磁通量的變化率相同。 （2 2）求）求0 0到時間到時間t t0 0內(nèi)，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的內(nèi)，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的 焦耳熱量焦耳熱量. . （3 3）探討在金屬棒滑到圓弧底端進入勻強磁場）探討在金屬棒滑到圓弧底端進入勻強磁場 B B0 0的一瞬間，回路中感應(yīng)電流的大小和方向的一瞬間，回路中感應(yīng)電流的大小和方向. . 2.雙動式導(dǎo)軌模型 ( (1)1)雙導(dǎo)電棒反向運動雙導(dǎo)電棒反向運動 (2)(2)雙導(dǎo)電棒同向運動雙導(dǎo)電棒同向運動 A.A.無安培力以外的外力作用無安培力以外的外力作用 B.B.有安培力以外的外力作用有安培力以外的外力作用 C.外力作用下的連接體運動模型外力作用下的

41、連接體運動模型 (1)(1)雙導(dǎo)電棒反向運動雙導(dǎo)電棒反向運動 題型題型14.14.如圖所示如圖所示, ,間距為間距為L L的光滑平行導(dǎo)軌的光滑平行導(dǎo)軌 水平放置水平放置, ,處在大小為處在大小為B B、方向豎直向上的勻、方向豎直向上的勻 強磁場中強磁場中. .質(zhì)量均為質(zhì)量均為m m、電阻均為、電阻均為r r的兩根導(dǎo)的兩根導(dǎo) 體棒分別在平行導(dǎo)軌方向的兩個大小相等、體棒分別在平行導(dǎo)軌方向的兩個大小相等、 方向相反的水平拉力方向相反的水平拉力F F作用下作用下, ,以速度以速度v v向左向左 右兩側(cè)反向勻速運動右兩側(cè)反向勻速運動 . .試分析等效電路特點試分析等效電路特點, , 并計算電路中的電流、

42、拉力并計算電路中的電流、拉力F F的大小和電功的大小和電功 率的大小率的大小. . 思路點撥思路點撥(1)(1) 1.1.電路特點電路特點： 兩導(dǎo)體棒反方向兩導(dǎo)體棒反方向( (相向或者背向相向或者背向) )運動運動, ,均為發(fā)電邊均為發(fā)電邊, , 與兩個同樣的電源串聯(lián)等效與兩個同樣的電源串聯(lián)等效. . 2.2.回路中電動勢和電流的計算：回路中電動勢和電流的計算： 根據(jù)歐姆定律，電動勢和電流分別為：根據(jù)歐姆定律，電動勢和電流分別為： , , ,22 BLvEE r BLv r BLv R E I 2 2 思路點撥思路點撥(2)(2) 3.3.拉力和安培力的特點和計算：拉力和安培力的特點和計算：拉

43、力為動力，安培拉力為動力，安培 力為阻力；在勻速運動的條件下力為阻力；在勻速運動的條件下, ,兩者為平衡力兩者為平衡力. . r vLB L r BLv BBILFF B 22 4.4.拉力的機械功率、安培力的功率和電功率的計算：拉力的機械功率、安培力的功率和電功率的計算： 在勻速運動的條件下在勻速運動的條件下, ,拉力的機械功率、安培力的功拉力的機械功率、安培力的功 率和電功率大小均相等率和電功率大小均相等, ,即即 r BLv vFFvP B 2 2 22 2 題型題型15.15.如圖所示如圖所示, ,兩根相距兩根相距d=0.20md=0.20m的平行光的平行光 滑金屬長導(dǎo)軌與水平方向成滑

44、金屬長導(dǎo)軌與水平方向成3030o o角固定角固定, ,勻強磁勻強磁 場場B=0.20T,B=0.20T,方向垂直導(dǎo)軌平面方向垂直導(dǎo)軌平面, ,兩根金屬棒兩根金屬棒abab、 cdcd互相平行且始終與導(dǎo)軌垂直地放在導(dǎo)軌上互相平行且始終與導(dǎo)軌垂直地放在導(dǎo)軌上, , 它們的質(zhì)量分別為它們的質(zhì)量分別為m m1 1=0.1kg,m=0.1kg,m2 2=0.02kg,=0.02kg,兩棒兩棒 電阻均為電阻均為0.02,0.02,導(dǎo)軌電阻不計導(dǎo)軌電阻不計. .求當(dāng)求當(dāng)abab棒在棒在 平行于導(dǎo)軌平面斜向上的外力作用下平行于導(dǎo)軌平面斜向上的外力作用下, ,以以 v=1.5m/sv=1.5m/s速度沿斜面勻速

45、向上運動時速度沿斜面勻速向上運動時, ,求金屬求金屬 棒棒cdcd運動的最大速度運動的最大速度 (1)(1)雙導(dǎo)電棒反向運動雙導(dǎo)電棒反向運動 思路點撥思路點撥 設(shè)設(shè)abab棒開始勻速上滑的瞬間棒開始勻速上滑的瞬間,cd,cd 棒未動棒未動, ,則則: : ,06. 0VBdvEab回路中回路中 A r E I5 . 1 2 此時此時cdcd棒受到沿斜面向上的安培力為：棒受到沿斜面向上的安培力為： NBIdFcd06. 0 而下滑力為而下滑力為: : 顯然可知顯然可知cdcd棒將沿斜面加棒將沿斜面加 速下滑速下滑, ,此時兩根金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢顯然為串聯(lián)此時兩根金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢顯然為串

46、聯(lián). .則電則電 路中的電流為路中的電流為 .1 . 030sinNgmcd ， r BdvBdv r EE I mcdab 22 / 當(dāng)當(dāng)cdcd棒運動的速度達到最大時棒運動的速度達到最大時, ,其加速度為零其加速度為零, ,有有 ./130sinsmvdBIgm m ， cd (題型題型16:200616:2006年重慶市高考題年重慶市高考題) ) 兩根相距為兩根相距為L L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如題圖所示放置，它們各有的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如題圖所示放置，它們各有 一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面. .質(zhì)量均為質(zhì)量均為m m的金屬細桿的金屬細桿

47、 abab、cdcd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù) 均為均為，導(dǎo)軌電阻不計，回路總電阻為，導(dǎo)軌電阻不計，回路總電阻為2 2R R. .整個裝置處于磁感應(yīng)強整個裝置處于磁感應(yīng)強 度大小為度大小為B B, ,方向豎直向上的勻強磁場中方向豎直向上的勻強磁場中. .當(dāng)當(dāng)abab桿在平行于水平導(dǎo)軌桿在平行于水平導(dǎo)軌 的拉力的拉力F F作用下以速度作用下以速度V V1 1沿導(dǎo)軌勻速運動時，沿導(dǎo)軌勻速運動時，cdcd桿也正好以速度桿也正好以速度V V2 2向向 下勻速運動。重力加速度為下勻速運動。重力加速度為g g. .以下說法正確的

48、是：以下說法正確的是： A.aA.ab b桿所受拉力桿所受拉力F F的大小為的大小為 B.B.cdcd桿所受摩擦力為零桿所受摩擦力為零 C. C. 電路中的電流強度為電路中的電流強度為 D.D.與與V V1 1大小的關(guān)系為大小的關(guān)系為 R VLB mg 2 1 22 R VVBL 2 )( 21 1 22 2 VLB Rmg 思路點撥思路點撥(1)(1) 當(dāng)當(dāng)abab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F F作用下在豎作用下在豎 直向上的勻強磁場中以速度直向上的勻強磁場中以速度V V1 1沿導(dǎo)軌勻速運動沿導(dǎo)軌勻速運動 時時, ,其受力圖如圖所示其受力圖如圖所示 abab桿切割磁感線

49、產(chǎn)生感桿切割磁感線產(chǎn)生感 應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢, ,在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流. .其方向其方向 由右手定則或楞次定律可知由右手定則或楞次定律可知abdca.abdca.顯顯 然然cdcd桿受到的安培力的方向是垂直于導(dǎo)軌水平桿受到的安培力的方向是垂直于導(dǎo)軌水平 向右向右, ,因此當(dāng)因此當(dāng)cdcd桿以以速度桿以以速度V V2 2向下勻速運動時向下勻速運動時, , 其受力圖如圖所示其受力圖如圖所示. . 思路點撥思路點撥(2)(2) 對對abab桿：桿：F=BIL+mgF=BIL+mg 對對cdcd桿：桿：mg=(BIL)mg=(BIL) 對閉合電路對閉合電路:I=BLV:I=B

50、LV1 1/R/R ( (注意注意cdcd桿的運動不切割桿的運動不切割 磁感線磁感線) ) R VLB mgF 2 1 22 1 22 2 VLB Rmg 啟迪和思考啟迪和思考 分析兩桿的受力情況是解決電磁感應(yīng)中分析兩桿的受力情況是解決電磁感應(yīng)中 的力學(xué)問題的重要關(guān)鍵的力學(xué)問題的重要關(guān)鍵. .有些同學(xué)盲目地有些同學(xué)盲目地 認為認為“兩金屬棒在磁場中反向運動兩金屬棒在磁場中反向運動, ,形成形成 的兩電源一定串聯(lián)的兩電源一定串聯(lián)”錯誤地選錯誤地選C C項項. .應(yīng)理應(yīng)理 解解“兩金屬棒在磁場中反向運動兩金屬棒在磁場中反向運動, ,形成的形成的 兩電源串聯(lián)兩電源串聯(lián)”是在一定范圍內(nèi)成立的是在一定范

51、圍內(nèi)成立的 “相對真理相對真理”(“(“兩金屬棒在磁場中同時兩金屬棒在磁場中同時 做反向切割磁感線的運動做反向切割磁感線的運動, ,形成的兩電源形成的兩電源 串聯(lián)串聯(lián)”) ) (2)(2)雙導(dǎo)電棒同向運動雙導(dǎo)電棒同向運動 情景情景. .無安培力以外的外力作用無安培力以外的外力作用 題型題型16.16.如圖所示如圖所示, ,在勻強磁場區(qū)域內(nèi)與磁感應(yīng)強度在勻強磁場區(qū)域內(nèi)與磁感應(yīng)強度B B垂直的平垂直的平 面內(nèi)有兩根相距面內(nèi)有兩根相距L L、且足夠長的固定金屬平行導(dǎo)軌、且足夠長的固定金屬平行導(dǎo)軌, ,在它們上在它們上 面橫放兩根平行金屬棒面橫放兩根平行金屬棒abab、cd,cd,構(gòu)成矩形回路構(gòu)成矩形

52、回路, ,每根金屬棒質(zhì)每根金屬棒質(zhì) 量均為量均為m,m,電阻均為電阻均為R,R,其它電阻不計其它電阻不計, ,棒與導(dǎo)軌無摩擦棒與導(dǎo)軌無摩擦, ,開始時開始時 abab靜止靜止,cd,cd具有向右的初速具有向右的初速v v0 0, ,則：則： （1 1）下列說法正確的是：）下列說法正確的是： A.cdA.cd動能減小量等于它克服安培力動能減小量等于它克服安培力 做功和系統(tǒng)發(fā)熱之和做功和系統(tǒng)發(fā)熱之和. . B.B.安培力對安培力對abab做功等于它動能增加做功等于它動能增加 量和它發(fā)熱之和量和它發(fā)熱之和. . C abC ab、cdcd系統(tǒng)機械能減小量等于系系統(tǒng)機械能減小量等于系 統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱統(tǒng)

53、產(chǎn)生的焦耳熱. . D abD ab、cdcd最終的速度均為最終的速度均為0.5v0.5v0 0. . (2) (2)求兩根金屬棒之間距離增加量求兩根金屬棒之間距離增加量x x的最大值的最大值 物理情境分析物理情境分析 電動機電動機發(fā)電機發(fā)電機 注意注意：導(dǎo)體棒：導(dǎo)體棒cdcd為發(fā)電邊為發(fā)電邊, ,安培力為阻力安培力為阻力; ; 導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒abab為電動邊為電動邊, ,安培力為動力安培力為動力. . 思路點撥思路點撥(1)(1) (1)(1)該題的模型和該題的模型和“子彈打擊木塊子彈打擊木塊”的模型相似的模型相似. .由由 “子彈打擊木塊子彈打擊木塊”的模型類比可知：的模型類比可知： cd

54、cd 動能減小量等于它克服安培力做的功；動能減小量等于它克服安培力做的功； 安培力對安培力對ab ab 做功等于它動能增加量；做功等于它動能增加量； cd cd 動能減小量等于動能減小量等于ab ab 桿動能的增加量和桿動能的增加量和abab、cdcd系系 統(tǒng)內(nèi)能的增加量統(tǒng)內(nèi)能的增加量( (即系統(tǒng)的焦耳熱即系統(tǒng)的焦耳熱) )； abab、cdcd系統(tǒng)機械能減小量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱系統(tǒng)機械能減小量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱 ( (系統(tǒng)克服安培力做功的結(jié)果系統(tǒng)克服安培力做功的結(jié)果).).本題答案為本題答案為C C、D.D. 思路點撥思路點撥(2) （2 2）abab、cdcd整個運動過程可用如圖整個運

55、動過程可用如圖 所示的所示的vtvt圖表示圖表示. .因此對因此對abab、cdcd 系統(tǒng)運用動量守恒可知：系統(tǒng)運用動量守恒可知：mvmv2 0 研究研究abab桿由動量定理得：桿由動量定理得： mvLtIB qt I R E I 2 t BLx t E 22 0 LB Rmv X 題型題型17.17.如圖所示導(dǎo)體棒如圖所示導(dǎo)體棒abab質(zhì)量為質(zhì)量為100g100g，用絕緣細線，用絕緣細線 懸掛后，恰好與寬度為懸掛后，恰好與寬度為50cm50cm的光滑水平導(dǎo)軌良好接觸的光滑水平導(dǎo)軌良好接觸. . 導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為200g200g的另一導(dǎo)體棒的另一導(dǎo)體棒cdcd，整個裝置處，整個

56、裝置處 于豎直向上的磁感強度于豎直向上的磁感強度B B=0.2T=0.2T的勻強磁場中，現(xiàn)將的勻強磁場中，現(xiàn)將abab 棒拉起棒拉起0.8m0.8m高后無初速釋放高后無初速釋放. .當(dāng)當(dāng)abab第一次擺到最低點第一次擺到最低點 與導(dǎo)軌瞬間接觸后還能向左擺到與導(dǎo)軌瞬間接觸后還能向左擺到0.45m0.45m高處，求：高處，求： cdcd棒獲得的速度大小；棒獲得的速度大小； 瞬間通過瞬間通過abab棒的電量；棒的電量； 此過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱此過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱. . 思路點撥思路點撥 (1)(1)研究研究abab棒棒: : ./4 2 1 0 2 0111 smvvmghm ./3 2 1

57、1 2 11 1 / 1 smvvmghm 研究研究abab、cd:cd: ./5 . 0 2221101 smvvmvmvm (2)(2)研究研究abab棒棒: : .1)( 101 CtIqvvmtl IB (3)(3)研究研究abab、cd:cd: JvmvmvmQ325. 0 2 1 2 1 2 1 2 22 2 11 2 01 2.2.雙動式導(dǎo)軌模型雙動式導(dǎo)軌模型 題型題型18.18.在如圖所示的水平導(dǎo)軌上（摩擦、電在如圖所示的水平導(dǎo)軌上（摩擦、電 阻忽略不計），有豎直向下的勻強磁場，磁感阻忽略不計），有豎直向下的勻強磁場，磁感 強度強度B,B,導(dǎo)軌左端的間距為導(dǎo)軌左端的間距為L L

58、1 1=4L=4L0 0，右端間距為，右端間距為 L L2 2=L=L0 0. .今在導(dǎo)軌上放置今在導(dǎo)軌上放置ACDEACDE兩根導(dǎo)體棒，質(zhì)量兩根導(dǎo)體棒，質(zhì)量 分別為分別為m m1 1=2m=2m0 0，m m2 2=m=m0 0，電阻，電阻R R1 1=4R=4R0 0，R R2 2=R=R0 0。若。若 ACAC棒以初速度棒以初速度V V0 0向右運動，求向右運動，求ACAC棒運動的過程棒運動的過程 中產(chǎn)生的總焦耳熱中產(chǎn)生的總焦耳熱Q QAC AC，以及通過它們的總電量 ，以及通過它們的總電量 q. q. 思路點撥思路點撥 由于棒由于棒L L1 1向右運動，回路中產(chǎn)生電流向右運動，回路中產(chǎn)

59、生電流l,l,. .受安培力的受安培力的 作用后減速作用后減速;L;L2 2受安培力加速受安培力加速, ,使回路中的電流逐漸減使回路中的電流逐漸減 小。只需小。只需v v1 1，v v2 2滿足一定關(guān)系，就有可能使回路中總滿足一定關(guān)系，就有可能使回路中總 電動勢為零電動勢為零, ,此后不再受安培力的作用此后不再受安培力的作用. .即兩棒做勻速即兩棒做勻速 運動運動. .兩棒勻速運動時，兩棒勻速運動時，I=0I=0，即回路的總電動勢為零，即回路的總電動勢為零, , 所以有所以有: : 2211 vBlvBl 對對ACAC、DEDE棒分別運用動量定理可得棒分別運用動量定理可得: : 11011 v

60、mvmtl IB 0 00 2 00 2 22 2 11 2 01 9 4 , 45 32 ) 2 1 2 1 2 1 ( 5 4 BL vm tIqvmvmvmvmQAC 222 vmtLIB 啟迪和思考啟迪和思考 由于兩導(dǎo)體棒由于兩導(dǎo)體棒AC和和ED系統(tǒng)安培力的合力不為零，系統(tǒng)安培力的合力不為零， 因此系統(tǒng)動量不守恒，只能分別對兩導(dǎo)體棒因此系統(tǒng)動量不守恒，只能分別對兩導(dǎo)體棒AC和和ED 運用動量定理來求解，這也是解決此類問題的重要思運用動量定理來求解，這也是解決此類問題的重要思 維方法維方法. 雙導(dǎo)電棒同向運動雙導(dǎo)電棒同向運動( (無安培力以外的外力作無安培力以外的外力作 用用) )這一模