高中物理電磁感應(yīng)中的導軌類問題【高三復習】

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1、電磁感應(yīng)中的導軌類問題 一 、 單 棒 問 題 二 、 含 容 式 單 棒 問 題 三 、 無 外 力 雙 棒 問 題 四 、 有 外 力 雙 棒 問 題 阻 尼 式 單 棒 v0 2 2B B l vF BIl R r 2 2( )BF B l va m m R r v0 2 2( )BF B l va m m R r 201 02 mv Q 00BIl t mv 0mvq Bl Bl sq n R r R r R rQ RQ r阻 尼 式 單 棒 練 習 ： AB桿 受 一 沖 量 作 用 后 以 初 速 度 v0=4m/s，沿 水 平 面 內(nèi) 的 固 定 軌 道 運 動 ， 經(jīng) 一 段

2、時 間 后 而停 止 。 AB的 質(zhì) 量 為 m=5g， 導 軌 寬 為 L=0.4m，電 阻 為 R=2， 其 余 的 電 阻 不 計 ， 磁 感 強 度B=0.5T， 棒 和 導 軌 間 的 動 摩 擦 因 數(shù) 為 =0.4， 測得 桿 從 運 動 到 停 止 的 過 程 中 通 過 導 線 的 電 量q=10 2C， 求 ： 上 述 過 程 中 (g取 10m/s2)(1)AB桿 運 動 的 距 離 ；(2)AB桿 運 動 的 時 間 ；(3)當 桿 速 度 為 2m/s時 其加 速 度 為 多 大 ？ 發(fā) 電 式 單 棒 F BF F mga m BF BIl BlvB lR r 2

3、2B l vR r v2 2 ( )F B l v gm m R r F m F mga m 2 2 ( )( )m F mg R rv B lBF F mga m 2 2 0 ( )F B l v gm m R r 發(fā) 電 式 單 棒 Bl sq n R r R r F 0mFt BLq mgt mv 212E mFs Q mgS mv BF F mga m 2( )mm mBLvFv mgvR r 2 2 0 ( )F B l v gm m R r 發(fā) 電 式 單 棒 F B F F N M 發(fā) 電 式 單 棒 電 容 放 電 式 ： 電 容 放 電 式 ： 0Q CE mQ CU CBl

4、v 0 mQ Q Q CE CBlv mmv BIl t Bl Q 2 2m BlCEv m B l C 電 容 放 電 式 ： 2 2m mBlCEI mv m B l C 安 22 2 21 ( )2 2( )m m BlCEW mv m B l C 安 電 容 放 電 式 ： 電 容 無 外 力 充 電 式 v0 CBlv UI R 電 容 無 外 力 充 電 式 v0 q CUU Blv 0mv mv BIl t Blq 2 20 B l Cv v m 無 外 力 等 距 雙 棒 v0 1 2 2 1 2 11 2 1 2Blv Blv Bl( v v )I R R R R 01 2m

5、 BlvI R R 無 外 力 等 距 雙 棒 v0 1 2 2 2 2 11 2B B l ( v v )F BIl R R 無 外 力 等 距 雙 棒 v0 1 2 2 0 1 2m v ( m m )v 共 2 1 22 201 1m v (m m )v Q2 2 共 1 12 2Q RQ R 無 外 力 等 距 雙 棒 v0 1 2 v2 1 2 v1 無 外 力 不 等 距 雙 棒 21 2211 RR vBlvBlI 無 外 力 不 等 距 雙 棒 1 1 2 2Bl v Bl v 無 外 力 不 等 距 雙 棒 12 1 12 2F BIl lF BIl l 1 1 2 2 12

6、I F lI F l 1 1 0 1 1I mv mv 2 2 2 0I m v 1 1 2 2Bl v Bl v 21 22 2 1 2 2 11 0mlv vml m l 1 2 12 21 2 2 12 0ml lv vml m l 無 外 力 不 等 距 雙 棒 1 12 2Q RQ R2 2 21 0 1 1 2 21 1 12 2 2m v m v m v Q 2 2 02Bl q m v 無 外 力 不 等 距 雙 棒 有 外 力 等 距 雙 棒 1 22 1Blv BlvI R R BF BIl1 1BFa m 2 2 BF Fa m 有 外 力 等 距 雙 棒1 2F ( m

7、 m )a 1BF m a BF BIl 2 11 2Bl(v v )I R R 1 2 12 1 2 2 1 2(R R )m Fv v B l (m m ) 有 外 力 等 距 雙 棒 (蘇 錫 常 鎮(zhèn) 17） ： 如 圖 所 示 ， 平 行 金 屬 導 軌 與 水 平 面 間 夾角 均 為 = 370 ， 導 軌 間 距 為 lm ， 電 阻 不 計 ， 導 軌 足 夠長 兩 根 金 屬 棒 ab 和 a b 的 質(zhì) 量 都 是 0.2kg ， 電 阻 都是 1 ， 與 導 軌 垂 直 放 置 且 接 觸 良 好 ， 金 屬 棒 和 導 軌 之間 的 動 摩 擦 因 數(shù) 為 0.25 ，

8、 兩 個 導 軌 平 面 處 均 存 在 著 垂 直軌 道 平 面 向 上 的 勻 強 磁 場 （ 圖 中 未 畫 出 ） ， 磁 感 應(yīng) 強 度 B 的 大 小 相 同 讓 a, b固 定 不 動 ， 將 金 屬 棒 ab 由 靜 止 釋放 ， 當 ab 下 滑 速 度 達 到 穩(wěn) 定 時 ， 整 個 回 路 消 耗 的 電 功率 為 8W 求 ( 1 ) ab 達 到 的 最 大 速 度 多 大 ？ ( 2 ) ab 下落 了 30m 高 度 時 ， 其 下 滑 速 度 已 經(jīng) 達 到 穩(wěn) 定 ， 則 此 過 程中 回 路 電 流 的 發(fā) 熱 量 Q 多 大 ？ ( 3） 如 果 將 ab

9、 與 a b同 時 由 靜 止 釋 放 ， 當 ab 下 落 了 30m 高 度 時 ， 其 下 滑 速度 也 已 經(jīng) 達 到 穩(wěn) 定 ， 則 此 過 程 中 回 路 電 流 的 發(fā) 熱 量 Q 為多 大 ？ ( g =10m / s 2 , sin370 =0.6 ,cos370 =0 . 8 ) 有 外 力 不 等 距 雙 棒 1 1 1v v at 2 2 2v v a t 1 1 1 2 2 21 2Bl ( v a t ) Bl ( v a t )I R R 1 1 2 2 1 1 2 21 2B(l v l v ) B(l a l a )tR R 1 1 2 2l a l a 11

10、 1 BF Fa m 22 2BFa m 1 12 2BBF lF l 有 外 力 不 等 距 雙 棒21 21 2 21 2 2 1B l mF Fl m l m 1 1 2 2l a l a 11 1 BF Fa m 22 2BFa m1 12 2BBF lF l 1 22 2 21 2 2 1l la Fl m l m 221 2 21 2 2 1la Fl m l m 1 2 22 2 21 2 2 1B l l mF Fl m l m 1 22 2 1 2 2 1l m FI l m l m B (測 試 九 :18)如 圖 所 示 足 夠 長 的 導 軌 上 ， 有 豎 直向 下

11、的 勻 強 磁 場 ， 磁 感 強 度 為 B， 左 端 間 距L1=4L， 右 端 間 距 L2=L。 現(xiàn) 在 導 軌 上 垂 直 放 置 ab和 cd兩 金 屬 棒 ， 質(zhì) 量 分 別 為 m1=2m， m2=m； 電阻 R1=4R， R2=R。 若 開 始 時 ， 兩 棒 均 靜 止 ， 現(xiàn)給 cd棒 施 加 一 個 方 向 向 右 、 大 小 為 F的 恒 力 ， 求 ：（ 1） 兩 棒 最 終 加 速 度 各 是 多 少 ；（ 2） 棒 ab上 消 耗 的 最 大 電 功 率 。 222814 LB RF tavvtavv cdab 2211 , R taavvBLREI 5 )4(

12、)4(5 1212 111 amBIL 222 amBILF mFa 982 mFa 921 BLFI 9。 電 動 式 單 棒 BF mga m BF BIl (E EB lR r 反 ） ( BE lvB lR r ）( B( )E lvB l gm R r ）= m EI R r ,m mF BI l mm F mga m min ,mE BlvI R r lrR BlvEB mmin minmg F BI l 22 )( lB rRmgBlEvm 電 動 式 單 棒 min min ( )2min mI E I E I R r mgv 反 0mBLq mgt mv 212E mqE Q

13、 mgS mv BF mga m ( B( )E lvB l gm R r ）=Bl sq n R r R r 電 動 式 單 棒 B 電 動 式 單 棒 練 習 ： 如 圖 所 示 ， 水 平 放 置 的 足 夠 長 平 行 導 軌MN、 PQ的 間 距 為 L=0.1m， 電 源 的 電 動 勢 E10V， 內(nèi) 阻 r=0.1， 金 屬 桿 EF的 質(zhì) 量 為 m=1kg，其 有 效 電 阻 為 R=0.4， 其 與 導 軌 間 的 動 摩 擦 因素 為 0.1， 整 個 裝 置 處 于 豎 直 向 上 的 勻 強 磁場 中 ， 磁 感 應(yīng) 強 度 B 1T， 現(xiàn) 在 閉 合 開 關(guān) ，

14、求 ：（ 1） 閉 合 開 關(guān) 瞬 間 ， 金 屬 桿 的 加 速 度 ； （ 2）金 屬 桿 所 能 達 到 的 最 大 速 度 ； （ 3） 當 其 速 度 為v=20m/s時 桿 的 加 速 度 為 多 大 ？ （ 忽 略 其 它 一 切電 阻 ， g=10m/s2） 電 容 有 外 力 充 電 式 BF BIl BF Fa mQ C E CBl vI CBlat t t 電 容 有 外 力 充 電 式 2 2mga m CB L 2 2CBlmgI mg CB l 2 2 2 2B CB l mgF m CB l 12 2W C Blv克 B （ ） 電 容 有 外 力 充 電 式B F 電 容 有 外 力 充 電 式