電磁感應(yīng)中雙桿歸類

第九章沖刺985深化內(nèi)容 電磁感應(yīng)失分點(diǎn)之(三)——電磁感應(yīng)中的“桿＋導(dǎo)軌”類問題(3大模型) 電磁感應(yīng)中的桿＋導(dǎo)軌模型的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量的轉(zhuǎn)化過程，處理這類問題要從功 和能的觀點(diǎn)入手，弄清導(dǎo)體棒切割磁感線過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，現(xiàn)從力學(xué)、圖像、能量三 種觀點(diǎn)出發(fā)，分角度討論如下： 模型一單桿＋電阻＋導(dǎo)軌模型 [初建模型] [母題](2017·淮安模擬)如圖所示，相距為l的兩條足夠長的光滑平 行金屬導(dǎo)軌mn、pq與水平面的夾角為θ，n、q兩點(diǎn)間接有阻值為r的 電阻。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌 平面向下。將質(zhì)量為m、阻值也為r的金屬桿cd垂直放在導(dǎo)軌上，桿cd 由靜止釋放，下滑距離x時達(dá)到最大速度。重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計，桿與導(dǎo)軌接觸 良好。求： (1)桿cd下滑的最大加速度和最大速

1/7 b a c d b r m n p q l 應(yīng)用動量定理與動量守恒定律解決雙導(dǎo)體棒切割磁感線問題 1.（12豐臺期末12分）如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間的距離為l，導(dǎo)軌 上平行放置兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路。已知兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m、電阻均為r，其它電阻忽略 不計，整個導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦的滑行。開始時，導(dǎo) 體棒cd靜止、ab有水平向右的初速度v0，兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動中始終不接觸。求： （1）開始時，導(dǎo)體棒ab中電流的大小和方向； （2）從開始到導(dǎo)體棒cd達(dá)到最大速度的過程中，矩形回路產(chǎn)生的焦耳熱； （3）當(dāng)ab棒速度變?yōu)?4 3v0時，cd棒加速度的大小。 2.如圖，相距l(xiāng)的光滑金屬導(dǎo)軌，半徑為r的1/4圓弧部分豎直放置、直的部分固定

電磁感應(yīng)中的“雙桿問題” 電磁感應(yīng)中“雙桿問題”是學(xué)科內(nèi)部綜合的問題，涉及到電磁感應(yīng)、安培力、牛頓運(yùn)動定律 和動量定理、動量守恒定律及能量守恒定律等。要求學(xué)生綜合上述知識，認(rèn)識題目所給的物 理情景，找出物理量之間的關(guān)系，因此是較難的一類問題，也是近幾年高考考察的熱點(diǎn)。 下面對“雙桿”類問題進(jìn)行分類例析 1.“雙桿”向相反方向做勻速運(yùn)動 當(dāng)兩桿分別向相反方向運(yùn)動時，相當(dāng)于兩個電池正向串聯(lián)。 [例]兩根相距d=0.20m的平行金屬長導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強(qiáng)磁 場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b=0.2t，導(dǎo)軌上面橫放著兩條金屬細(xì)桿，構(gòu)成矩形回路，每條金 屬細(xì)桿的電阻為r=0.25ω，回路中其余部分的電阻可不計。已知兩金屬細(xì)桿在平行于導(dǎo)軌的 拉力的作用下沿導(dǎo)軌朝相反方向勻速平移，速度大小都是v=5.0m/s，如圖所示，不計導(dǎo)軌上 的摩擦。 （1）求作用于每條金

問題3：電磁感應(yīng)中的“雙桿問題” 電磁感應(yīng)中“雙桿問題”是學(xué)科內(nèi)部綜合的問題，涉及到電磁感應(yīng)、安培力、牛頓運(yùn)動定律 和動量定理、動量守恒定律及能量守恒定律等。要求學(xué)生綜合上述知識，認(rèn)識題目所給的物 理情景，找出物理量之間的關(guān)系，因此是較難的一類問題，也是近幾年高考考察的熱點(diǎn)。 下面對“雙桿”類問題進(jìn)行分類例析 1.“雙桿”向相反方向做勻速運(yùn)動 當(dāng)兩桿分別向相反方向運(yùn)動時，相當(dāng)于兩個電池正向串聯(lián)。 [例5]兩根相距d=0.20m的平行金屬長導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強(qiáng)磁 場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b=0.2t，導(dǎo)軌上面橫放著兩條金屬細(xì)桿，構(gòu)成矩形回路，每條金 屬細(xì)桿的電阻為r=0.25ω，回路中其余部分的電阻可不計。已知兩金屬細(xì)桿在平行于導(dǎo)軌的 拉力的作用下沿導(dǎo)軌朝相反方向勻速平移，速度大小都是v=5.0m/s，如圖所示，不計導(dǎo)軌上 的摩擦。 （1）

電磁感應(yīng)雙桿模型 學(xué)生姓名：年級：老師： 上課日期：時間：課次： 電磁感應(yīng)動力學(xué)分析 1．受力情況、運(yùn)動情況的動態(tài)分析及思考路線 導(dǎo)體受力運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合力變化→加速度變化→速度變化 →感應(yīng)電動勢變化→?周而復(fù)始地循環(huán)，直至最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時加速度為零，而導(dǎo)體通過加速達(dá)到 最大速度做勻速直線運(yùn)動或通過減速達(dá)到穩(wěn)定速度做勻速直線運(yùn)動． 2．解決此類問題的基本思路 解決電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題的一般思路是“先電后力”． (1)“源”的分析——分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源參數(shù)e和r； (2)“路”的分析——分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便求解安培力； (3)“力”的分析——分析研究對象(常是金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力； (4)“運(yùn)動”狀態(tài)的分析

電磁感應(yīng)中的雙桿類問題適合各年級使用

電磁感應(yīng)中的雙桿類問題(適合各年級使用)

作業(yè)電磁感應(yīng)一 1在如圖所示的裝置中，當(dāng)不太長的條形磁鐵在閉合導(dǎo)線圈內(nèi)作振動 時（忽略空氣阻力），則[]。 a.振幅不變 b.振幅先減小后增大 c.振幅會逐漸加大 d.振幅會逐漸減小 答案：[d] 解：楞次定律。 當(dāng)磁鐵在閉合導(dǎo)線圈內(nèi)作振動時，穿過線圈的磁場變化，在線圈中產(chǎn)生感生電動勢，在 閉合線圈中有感生電流。這一電流又產(chǎn)生磁場，但總是阻礙由于磁鐵的振動而引起的穿過線 圈的磁場的變化。彈簧與磁鐵組成的振子的振動能量會逐漸減小，因此，振幅會逐漸減小。 振子會損失能量，損失的能量，通過線圈中的感生電流轉(zhuǎn)化為焦耳熱。 例1如圖所示，在均勻磁場b中，有一半徑為r的導(dǎo)體圓盤， 盤面與磁場方向垂直，當(dāng)圓盤以勻角速度繞過盤心的與b平 行的軸轉(zhuǎn)動時，盤心o與邊緣上的a點(diǎn)間，其電勢差aouu 等于[]。 a.br2 2 1

一、選擇題 （11·河池）9．科學(xué)家的發(fā)明與創(chuàng)造推動了人類文明的進(jìn)程。在下列科學(xué)家中，首先發(fā) 現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是 a．法拉第b．焦耳 c．奧斯特d．安培 答案：a （11·蘇州）10．如圖所示，導(dǎo)體ab水平置于蹄形磁鐵的磁場中，閉合開關(guān)后，導(dǎo)體 ab在下列運(yùn)動情況中，能使圖中小量程電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是 a．靜止不動b．水平向右運(yùn)動c．豎直向上運(yùn)動d．豎直向下運(yùn)動 答案：b （11·宿遷）11．如圖所示裝置可探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，下面操作中能產(chǎn)生感應(yīng)電流 的是 a．保持磁鐵靜止，將導(dǎo)體棒ab上下移動 b．保持導(dǎo)體棒ab靜止，將磁鐵左右移動 c．保持導(dǎo)體棒ab靜止，將磁鐵上下移動 d．保持導(dǎo)體棒ab靜止，將磁鐵沿導(dǎo)體棒ab方向前后移動 答案：b （11·連云港）5．關(guān)于發(fā)電機(jī)的工作原理，下列說法正確的是 a．電流的熱效應(yīng)b．電流周圍存在磁

電磁感應(yīng)現(xiàn)象

作業(yè)電磁感應(yīng)三 1關(guān)于長直螺線管的自感系數(shù)l的值，下列說法中錯誤的是[]。 a.螺線管的半徑越大，l越大b.充有鐵磁質(zhì)的l比真空的l大 c.通以的電流i的值越大，l越大d.單位長度的匝數(shù)越多，l越大． 答：[c] 解：長直螺線管的自感系數(shù)vnl2，與螺線管是否通電流無關(guān)。 2對于單匝線圈取自感系數(shù)的定義為 i l。當(dāng)線圈的幾何形狀，大小及周圍磁介質(zhì)分布 不變，且無鐵磁性物質(zhì)時，若線圈中的電流強(qiáng)度變小，則線圈的自感系數(shù)l［］ a.變大，但與電流不成反比關(guān)系b.不變 c.變大，與電流成反比關(guān)系d.變小 答：[b] 解：自感系數(shù)只與線圈的幾何形狀，大小及周圍磁介質(zhì)分布有關(guān)，與是否通有電流無關(guān)。 ３中子星表面的磁場估計為t810，則該處的磁能密度為。 按質(zhì)能關(guān)系，質(zhì)量密度為 3mkg。 解：磁場能量密度為 2 0

xxxx教育學(xué)科教師輔導(dǎo)講義 講義編號： 學(xué)員編號：年級：高三課時數(shù)： 學(xué)員姓名：輔導(dǎo)科目：物理學(xué)科教師： 學(xué)科組長/帶頭人簽名及日期 課題能量，動量觀點(diǎn) 授課時間備課時間 教學(xué)目標(biāo)電磁感應(yīng)部分專題 教學(xué)內(nèi)容 電磁學(xué)導(dǎo)棒問題歸類分析 近十年高考物理試卷和理科綜合試卷，電磁學(xué)的導(dǎo)棒問題復(fù)現(xiàn)率高達(dá)100%(除98年無純導(dǎo)棒外)，且多為分 值較大的計算題．為何導(dǎo)棒問題頻繁復(fù)現(xiàn)，原因是：導(dǎo)棒問題是高中物理電磁學(xué)中常用的最典型的模型，常涉及 力學(xué)和熱學(xué)問題，可綜合多個物理高考知識點(diǎn)．其特點(diǎn)是綜合性強(qiáng)、類型繁多、物理過程復(fù)雜，有利于對學(xué)生綜 合運(yùn)用所學(xué)的知識從多層面、多角度、全方位分析問題和解決問題的能力考查；導(dǎo)棒問題是高考中的重點(diǎn)、難點(diǎn)、 熱點(diǎn)、焦點(diǎn)問題． 導(dǎo)棒問題在磁場中大致可分為兩類：一類是通電導(dǎo)棒，使之平衡或運(yùn)動；其二是導(dǎo)棒運(yùn)動切割磁感線生電．運(yùn)

電磁感應(yīng)電路問題

無線充電之電磁感應(yīng)原理

電磁感應(yīng)中的電容器與金屬棒相結(jié)合的問題 黃德利山東省兗州一中272100 摘要：部分導(dǎo)體做變速運(yùn)動產(chǎn)生變化的電流時，高中階段的閉合電路歐姆定律就無法列式計 算，學(xué)生感覺無從下手，從而這一類的問題成為高三復(fù)習(xí)的難點(diǎn)。通過最近全國各地的一模 考試發(fā)現(xiàn)，這類問題在各地一模中均有體現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：電磁感應(yīng)；電容器；金屬棒 電容器是一個儲存電荷的容器，它可以進(jìn)行無數(shù)次的充放電。在充放電的過 程中，可以理解為變化的電流可以通過電容器。因此，在一些含有電容器的電磁 感應(yīng)電路中，當(dāng)一部分導(dǎo)體做變速運(yùn)動產(chǎn)生變化的電流時，高中階段的閉合電路 歐姆定律就無法列式計算，學(xué)生感覺無從下手，從而這一類的問題成為高三復(fù)習(xí) 的難點(diǎn)。通過最近全國各地的一模考試發(fā)現(xiàn)，這類問題在各地一模中均有體現(xiàn)。 實(shí)際上這類問題，只要認(rèn)真分析，尋找其中的規(guī)律，這類問題其實(shí)也很好解決。 下面通過幾個例題對與電容器相關(guān)的問

電磁感應(yīng)中的電容器 1、如圖所示的甲、乙、丙圖中，mn、pq是固定在同一水平面內(nèi)足夠長的平行金屬導(dǎo)軌。導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌都處于垂直 水平面向下的勻強(qiáng)磁場中。導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間接觸良好且摩擦不計，導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略，甲圖中的電容器c原來不帶 電。今給導(dǎo)體棒ab一個向右的初速度，在甲、乙、丙圖中導(dǎo)體棒ab在磁場中的最終運(yùn)動狀態(tài)是（）。 a:甲、丙中，棒ab最終將以相同速度做勻速運(yùn)動；乙中ab棒最終靜止 b:甲、丙中，棒ab最終將以不同速度做勻速運(yùn)動；乙中ab棒最終靜止 c:甲、乙、丙中，棒ab最終均做勻速運(yùn)動 d:甲、乙、丙中，棒ab最終都靜止 答案詳解b 2、如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,軌道間距為,金屬桿ab的質(zhì)量為,電容器電容為,耐壓足夠大, 為理想電流表,導(dǎo)軌與桿接觸良好

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