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1、1第九章第九章電磁感應電磁感應知識點七:單桿問題(與電阻結合)(水平單桿、斜面單桿(先電后力再能量))1、發(fā)電式(1)電路特點:導體棒相當于電源,當速度為v時,電動勢E=Blv(2)安培力特點:安培力為阻力,并隨速度增大而增大(3)加速度特點:加速度隨速度增大而減小(4)運動特點:加速度減小的加速運動(5)最終狀態(tài):勻速直線運動(6)兩個極值①v=0時有最大加速度:②a=0時有最大速度:(7)能量關系(8)動量關系(9)變形:摩擦力;改
2、變電路;改變磁場方向;改變軌道解題步驟:解決此類問題首先要建立“動→電→動”的思維順序,可概括總結為:(1)找”電源”,用法拉第電磁感應定律和楞次定律求解電動勢的大小和方向;(2)畫出等效電路圖,求解回路中的電流的大小及方向;(3)分析安培力對導體棒運動速度、加速度的動態(tài)過程,最后確定導體棒的最終運動情況;(4)列出牛頓第二定律或平衡方程求解2、阻尼式(1)電路特點:導體棒相當于電源。(2)安培力的特點:安培力為阻力,并隨速度減小而減小
3、。(3)加速度特點:加速度隨速度減小而減?。?)運動特點:加速度減小的減速運動(5)最終狀態(tài):靜止(6)能量關系:動能轉化為焦耳熱(7)動量關系(8)變形:有摩擦力;磁場不與導軌垂直等1(多選)如圖所示,MN和PQ是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導軌,已知導軌足夠長,且電阻不計有一垂直導軌平面向里的勻強磁場,磁感應強度為B,寬度為L,ab是一根不但與導軌垂直而且始終與導軌接觸良好的金屬桿開始,將開關S斷開,讓ab由靜止開始自由下落,過段
4、時間后,再將S閉合,若從S閉合開始計時,則金屬桿ab的速度v隨時間t變化的圖象可能是()FFNMmFmgam???22???()()mFmgRrvBl?212EmFsQmgSmv????0mFtBLqmgtmv?????22()BFBlvammRr???22BBlvFBIlRr???20102mvQ??00BIltmv?????0mvqBl?BlsqnRrRr????????3的4倍8(單選)如圖所示,足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ平行
5、放置,且都傾斜著與水平面成夾角θ.在導軌的最上端M、P之間接有電阻R,不計其他電阻導體棒ab從導軌的最底端沖上導軌,當沒有磁場時,ab上升的最大高度為H;若存在垂直導軌平面的勻強磁場時,ab上升的最大高度為h.在兩次運動過程中ab都與導軌保持垂直,且初速度都相等關于上述情景,下列說法正確的是()A兩次上升的最大高度相比較為HhB有磁場時導體棒所受合力的功等于無磁場時合力的功C有磁場時,電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為mv1220D有磁場時,ab上升
6、過程的最小加速度大于gsinθ答案B9如圖所示,兩根平行金屬導軌固定在同一水平面內,間距為l,導軌左端連接一個電阻一根質量為m、電阻為r的金屬桿ab垂直放置在導軌上在桿的右方距桿為d處有一個勻強磁場,磁場方向垂直于軌道平面向下,磁感應強度為B.對桿施加一個大小為F、方向平行于導軌的恒力,使桿從靜止開始運動,已知桿到達磁場區(qū)域時速度為v,之后進入磁場恰好做勻速運動不計導軌的電阻,假定導軌與桿之間存在恒定的阻力求(1)導軌對桿ab的阻力大小
7、f;(2)桿ab中通過的電流及其方向;(3)導軌左端所接電阻的阻值R.答案(1)F-(2)a→b(3)-rmv22dmv22Bld2B2l2dmv(1)桿進入磁場前做勻加速運動,有①②解得導軌對桿的阻力③(2)桿進入磁場后做勻速運動,有④桿ab所受的安培力⑤解得桿ab中通過的電流⑥桿中的電流方向自a流向b⑦(3)桿產(chǎn)生的感應電動勢⑧桿中的感應電流⑨解得導軌左端所接電阻阻值⑩10如圖甲所示一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距l(xiāng)=0.
8、20m,電阻R=1.0Ω;有一導體桿靜止地放在軌道上,與兩軌道垂直,桿及軌道的電阻皆可忽略不計,整個裝置處于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道面向下現(xiàn)在一外力F沿軌道方向拉桿,使之做勻加速運動,測得力F與時間t的關系如圖乙所示求桿的質量m和加速度a.答案0.1kg10ms2解:導體桿在軌道上做勻加速直線運動用表示其速度t表示時間則有:①桿切割磁力線將產(chǎn)生感應電動勢:②在桿、軌道和電阻的閉合回路中產(chǎn)生電流③桿受到的安培力
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