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1、電磁感應(yīng)中的導(dǎo)體棒問題歸類分析一、無外力單棒問題a逐漸減小的減速運動靜止I=0a逐漸減小的加速運動勻速,I=0(或恒定)電動式阻尼式v0v0含容式運動特點最終狀態(tài)基本模型能量轉(zhuǎn)化導(dǎo)棒的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和導(dǎo)棒的動能a逐漸減小的減速運動勻速運動,I=0導(dǎo)棒的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和電容的電場能a逐漸減小的加速運動勻速,I恒定外界的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和導(dǎo)棒的動能二、有外力單棒問題F運動特點最終狀態(tài)基本模型能量轉(zhuǎn)化純電阻式含容式F勻加速運動勻加速運動,I恒定外界的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、電容的電場能和導(dǎo)棒的動能二、無外力雙棒問題桿1做a漸
2、小的加速運動,桿2做a漸小的減速運動v1=v2,I=0桿1做a漸小的減速運動,桿2做a漸小的加速運動a=0,I=0L1v1=L2v22v01v012運動特點最終狀態(tài)基本模型等距式不等距式能量轉(zhuǎn)化導(dǎo)棒2的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和導(dǎo)棒1的動能導(dǎo)棒1的動能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)棒2的動能和內(nèi)能三、有外力雙棒問題桿1做a漸小的加速運動,桿2做a漸大的加速運動a1≠a2a1、a2恒定,I恒定桿1做a漸大的加速運動,桿2做a漸小的加速運動a1=a2,Δv恒定,I恒定12F運動特點最終狀態(tài)基本模型F12等距式*不等距式能量轉(zhuǎn)化外界的能量轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能和動能
3、外界的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和導(dǎo)棒的動能加速度合外力安培力F=BILv與a方向關(guān)系F合=ma導(dǎo)體棒運動感應(yīng)電動勢E=BLv感應(yīng)電流F合=FB+F其解決這類問題的關(guān)鍵在于通過運動狀態(tài)的分析來尋找過程中的臨界狀態(tài),如速度、加速度取最大值或最小值的條件。小結(jié):電磁感應(yīng)中的導(dǎo)棒問題的解體題思路:無外力含容充電式注意:此時電容器帶電量不為零電容器被充電,UC漸大,阻礙電流。當(dāng)Blv=UC時,I=0,F(xiàn)安=0,棒勻速運動?;芈冯娏鳎鹤罱K速度?對桿應(yīng)用動量定理:V=mv0/(m+cB2l2)有外力純電阻式單棒的幾種變化(3)拉力變化(4)導(dǎo)軌面
4、變化(豎直或傾斜)(1)電路變化(2)磁場方向變化F沿斜面加恒力通過定滑輪掛一重物FFBF電容有外力充電式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:所以:a=F/(m+cB2l2)電容有外力充電式的幾種變化:F(1)導(dǎo)軌不光滑(2)恒力的提供方式不同(3)電路的變化F無外力等距雙棒幾種變化:(1)初速度的提供方式不同(2)磁場方向與導(dǎo)軌不垂直(3)兩棒都有初速度vv001122兩棒總動量守恒嗎?(5)兩棒位于不同磁場中兩棒總動量守恒嗎?(4)兩棒位于不同磁場中無外力不等距雙棒隨著棒1的減速、棒2的
5、加速,回路中電流變小。2v01最終當(dāng)Bl1v1=Bl2v2時,電流為零,兩棒都做勻速運動電流系統(tǒng)動量守恒嗎?v0v2Otvv1有外力等距雙棒某時刻回路中電流:最初階段,a2>a1,F12棒1:安培力大?。喊?:只要a2>a1,(v2-v1)IFBa1a2當(dāng)a2=a1時v2-v1恒定I恒定FB恒定兩棒勻加速有外力等距雙棒穩(wěn)定時的速度差F12v2Otvv1有外力等距雙棒的變化(1)兩棒都受外力作用F212F1(2)外力提供方式變化P17-15(07啟東)有外力不等距雙棒某時刻兩棒速度分別為v1、v2;加速度分別為a1、a2此時
6、回路中電流為:經(jīng)極短時間t后其速度分別為:I恒定,F(xiàn)B恒定,兩棒勻加速。12F當(dāng) 時