吉林省长春市第五中学高三物理课件 导体棒切割（ 高考）.pptVIP

Free template from Free template from 　 竖直放置的金属框架处于水平方向的匀强磁场中,一阻值为R的电阻与框架串联．现有一金属棒ab可以沿框架无摩擦地自由滑动.合上开关S, 让ab棒由静止开始下滑,则金属棒ab将怎样运动? b a S R 例 1 (1)从力与运动角度分析 (2)从功和能量角度分析 　 解析 　 金属棒ab在下落过程中，重力势能减少，一部分用来克服安培力做功转化为电路中的电能，最终在电路中转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能.若框架足够长，金属棒最终达稳定状态匀速运动时，重力势能的减少量则完全用来克服安培力做功转化为电路中的电能． 1.将上题金属框架水平放置，导体棒ab垂直放置在两导轨上，匀强磁场垂直导轨平面，不计一切摩擦.用力将ab棒由图示位置MN分别以速度v1和v2匀速拉到M/N/位置,比较这两个过程,下列说法正确的是( ) A.若v1 v2,两次通过MN截面的电量关系是Q1Q2 B. 若v1 v2,两次拉力F1和F2的关系是F1F2 C. 若v1=2v2,两次拉力做功W1和W2的关系是W1=2W2 D. 若v1=2v2,两次拉力做功的功率P1和P2的关系是 P1=2P2 M M/ F N N/ a b B C 拓展 2.两光滑平行金属导轨间距为L，导体棒ab垂直放在导线上,且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，电容器的电容为C，除电阻R外导轨和导体棒的电阻均不计，现给导体棒ab某一初速度，使导体棒ab向右运动，当电路稳定后，ab以速度v向右做匀速运动( ) A.电容器两端的电压为零　　 B.电阻两端的电压为BLv C.电容器所带电荷量为CBLv D.为保持ab匀速运动,需对其施加的拉力大小为 　 b R a C C 3.两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R，导轨自身电阻可忽略不计,斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上.质量为m,电阻可不计的金属棒ab在沿着斜坡与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，在这过程中( ) A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和 C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D.恒力F与重力的合力所做的功等 于电阻R上发出的焦耳热 q B a b q F A D 导体棒切割磁感线的动态分析方法： (1)从导体棒在磁场中的受力情况和运动状态着手分析.磁场力变化时，导体棒受到的合外力发生变化，进而使加速度改变.反之,由于导体运动状态的变化又会引起感应电流、磁场力、合外力的变化，可能使导体棒达到稳定状态. (2) 从能量的转化和守恒的观点分析导体棒的运动状态的变化. 点评 从电路角度分析导体棒切割磁感线运动方 法： (1)考虑电磁学的有关规律,如右手定则、法拉第电磁感应定律等. (2)考虑电路中的有关规律，如全电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功和电功率等. 　 宽为d的两条平行金属导轨位于同一水平面内，ab和cd两金属棒相距较远，且与轨道垂直地放在导轨上.导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中.ab和cd两棒质量均为m、电阻均为R.不计一切摩擦,轨道足够长.开始时两棒均处于静止状态.现用外力对cd棒施加瞬时冲量,使其以v0的速度向右运动.求 (1)若两棒在运动中不相碰,它们匀速运动的速度各是多少? (2)在这段过程中电路中 电流的最大值是多少? (3)在这个过程中产生多少热量? a b c d B 例 2 　 若ab和cd两金属棒处在不同宽度的轨道中，Lab=Lcd/2，且mab＝mcd.求两棒的稳定速度 a b c d v0 拓展 当εcd= εab 即BLcdvcd= BLabvab时,两金属棒 处于稳定状态，此时 以cd棒运动方向为正方向 根据动量定理 cd棒 －Ft ＝ mvcd－mv0 ab棒 Ft ＝ mvab 由以上两式得 解析 　双导体棒切割磁感线时，通常是两棒与导轨构成一个闭合回路，当其中的一棒在外力作用下获得一定速度时必然在磁场中切割磁感线在该闭合回路中形成一定的感应电流，另一根导体棒在磁场中通电时就在安培力作用下开始运动，运动起来也将切割磁感线产生一定的感应电动势，对原来的电流的变化起阻碍作用． 点评