襄汾高級(jí)中學(xué)一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)中的導(dǎo)體2

《電磁感應(yīng)中的導(dǎo)軌類問題之二》2/1/20231規(guī)范比盲目求快更重要二、含容式單棒問題放電式無外力充電式F運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)最終特征基本模型v0有外力充電式a逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)I＝0a逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)I＝0勻加速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)I恒定2/1/20232規(guī)范比盲目求快更重要a.電容放電式：1．電路特點(diǎn)電容器放電，相當(dāng)于電源；導(dǎo)體棒受安培力而運(yùn)動(dòng)。2．電流的特點(diǎn)電容器放電時(shí)，導(dǎo)體棒在安培力作用下開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生阻礙放電的反電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致電流減小，直至電流為零，此時(shí)UC=Blvm3．運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)a漸小的加速運(yùn)動(dòng)，最終做勻速運(yùn)動(dòng)。4．最終特征勻速運(yùn)動(dòng)但此時(shí)電容器帶電量不為零vmtvO2/1/20233規(guī)范比盲目求快更重要a.電容放電式：5．最大速度vm電容器充電量：vtOvm放電結(jié)束時(shí)電量：電容器放電電量：對(duì)桿應(yīng)用動(dòng)量定理：2/1/20234規(guī)范比盲目求快更重要a.電容放電式：6．達(dá)最大速度過程中安培力對(duì)導(dǎo)體棒做的功：易錯(cuò)點(diǎn)：認(rèn)為電容器最終帶電量為零2/1/20235規(guī)范比盲目求快更重要b.無外力充電式1．電路特點(diǎn)導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源;電容器被充電.2．電流的特點(diǎn)導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源;F安為阻力，棒減速,E減小,有I感

I感漸小電容器被充電。UC漸大，阻礙電流.當(dāng)Blv=UC時(shí)，I=0，F(xiàn)安=0，棒勻速運(yùn)動(dòng)。3．運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)a漸小的加速運(yùn)動(dòng)，最終做勻速運(yùn)動(dòng)。4．最終特征:勻速運(yùn)動(dòng)但此時(shí)電容器帶電量不為零v0vOtv2/1/20236規(guī)范比盲目求快更重要b.無外力充電式5．最終速度電容器充電量：最終導(dǎo)體棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電容兩端電壓：對(duì)桿應(yīng)用動(dòng)量定理：2/1/20237規(guī)范比盲目求快更重要c.有外力充電式1．電路特點(diǎn)導(dǎo)體為發(fā)電邊；電容器被充電。2．三個(gè)基本關(guān)系F導(dǎo)體棒受到的安培力為：導(dǎo)體棒加速度可表示為：回路中的電流可表示為：2/1/20238規(guī)范比盲目求快更重要c.有外力充電式3．四個(gè)重要結(jié)論：v0OtvF(1)導(dǎo)體棒做初速度為零勻加速運(yùn)動(dòng)：(2)回路中的電流恒定：(3)導(dǎo)體棒受安培力恒定：(4)導(dǎo)體棒克服安培力做的功等于電容器儲(chǔ)存的電能：證明2/1/20239規(guī)范比盲目求快更重要c.有外力充電式4．幾種變化：F(1)導(dǎo)軌不光滑(2)恒力的提供方式不同(3)電路的變化F2/1/202310規(guī)范比盲目求快更重要c.有外力充電式練習(xí)：如圖所示，水平放置的金屬導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌上接有阻值為R的電阻和電容為C的電容器以及電流表。豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?，F(xiàn)用水平向右的拉力使ab桿從靜止開始以恒定的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，電流表讀數(shù)恒為I，不計(jì)其它電阻和阻力。求：（1）ab桿的加速度。（2）t時(shí)刻拉力的大小。

2/1/202311規(guī)范比盲目求快更重要在如圖所示甲、乙、丙三圖中，除導(dǎo)體棒ab可動(dòng)外，其余部分均固定不動(dòng)，甲圖中的電容器C原來不帶電，設(shè)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也忽略不計(jì)，圖中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面（即紙面）向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng).今給導(dǎo)體棒ab一個(gè)向右的初速度v0，在甲、乙、丙三種情形下導(dǎo)體棒ab的最終運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是（

）A.三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均做勻速運(yùn)動(dòng)B.甲、丙中ab棒最終將以不同的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，乙中ab棒最終靜止C.甲、丙中ab棒最終將以相同的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，乙中ab棒最終靜止D.三種情形下ab棒最終都靜止2/1/202312規(guī)范比盲目求快更重要

(2011·江蘇高考)如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直．阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好．t＝0時(shí)，將開關(guān)S由1擲到2.q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度．下列圖象正確的是2/1/202313規(guī)范比盲目求快更重要(2013山西）如圖，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為θ，間距為L(zhǎng)。導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器，電容為C。導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面。在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒，棒可沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑，求:(1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系；(2)金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系。2/1/202314規(guī)范比盲目求快更重要（1）4.5C（2）1.8J（3）5.4J(2012年天津高考）如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T。棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始a=2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移x=9m時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2=2:1.導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸。求（1）棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻R的電荷量q；（2）撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2；（3）外力做的功W。2/1/202315規(guī)范比盲目求快更重要如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)．導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g.下列選項(xiàng)正確的是(

)A．P＝2mgvsinθB．P＝3mgvsinθC．當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)加速度大小為sinθD．在速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，

R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功2/1/202316規(guī)范比盲目求快更重要如圖所示，寬度L＝1m的足夠長(zhǎng)的U形金屬框架水平放置，框架處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T，框架導(dǎo)軌上放一根質(zhì)量m＝0.2kg、電阻R＝1.0Ω的金屬棒ab，棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，現(xiàn)用功率恒為6W的牽引力F使棒ab從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)(ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直)，當(dāng)棒ab的電阻R產(chǎn)生熱量Q＝5.8J時(shí)獲得穩(wěn)定速度，此過程中，通過棒ab的電荷量q＝2.8C(框架電阻不計(jì)，g取10m/s2)．問：

(1)棒ab達(dá)到的穩(wěn)定速度多大？(2)棒ab從靜止到穩(wěn)定速度的時(shí)間多少？2/1/202317規(guī)范比盲目求快更重要如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于豎直平面內(nèi)的形框，水平導(dǎo)體棒MN可沿兩側(cè)足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌下滑而不分離，除R外，裝