电磁感应中杆切割磁场问题.doc
电磁感应中杆切割磁场问题1.单杆模型1单杆AB以一定的初速度v0在光滑的水平轨道上滑动，质量为m,电阻不计。杆长为L杆减速最终静止。(2)轨道水平光滑，单杆AB质量为m电阻不计，杆长为L.AB杆作加速度减小的加速运动，当E感=E时，以最大的速度Vm运动。Vm=假如电路中的电源换成充了电的电容，充电电容与电源作用效果相似。(3)轨道水平光滑，杆AB质量为，电阻不计，杆长为L,拉力F恒定。AB杆作加速度减小的加速运动，最终以最大的速度Vm=匀速运动。4轨道水平光滑，杆AB质量为m，电阻不计，杆长为L,拉力F恒定。对杆用动量定理，Ft-BLq=mv-mv0 , q=CBLv V=t 由此式可知杆作匀加速度a=的匀加速运动。当F=0时，杆匀速运动。5轨道水平光滑，杆AB质量为，电阻不计，杆长为L,拉力F与时间成一次关系线性。导轨接电阻。F-=ma,即F=+ma+at，杆受F=Kt,杆做匀加速度运动。F=K，如此杆最终以匀速运动。1初速度不为零，不受其他水平外力作用。m1=m2L1=L2MN作减速运动，PQ加速运动。最终v1=v2匀速运动。m1=m2，L1=2L2MN减速运动，PQ加速。最终以的速度。v2=2v1m1=m2L1=L2PQ先减速，MN杆先减速到零后反向加速，最终二者以共同的速度匀速运动。2初速度为零，受其他水平力作用。轨道光滑，质量m1=m2，电阻r1=r2，长度L1=L2开始PQ作加速度减小的加速运动，MN作加速度增大的加速运动，后来PQ和MN以共同的加速度作匀加速运动。a=,vp-vq=恒量。摩擦力f1=f2，质量m1=m2，电阻r1=r2,长度L1=L2.Ff时，都静止；假如fF2f，如此PQ先加速后匀速；由F=f+F安m知F安f,所以MN静止。假如F2f，如此PQ先变加速，之后两杆以共同的加速度匀加速，且加速度a=作业一.单杆模型。1.(2009某某理综)如下列图，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有阻值为R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间，力F做的功与安培力做的功的代数和等于 A.棒的机械能增加量。B.棒的动能增加量。C.棒的重力势能增加量。D.电阻R上放出的热量。2.(2009理综)如下列图，固定放置在同一水平面的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m质量分布均匀的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为µ。现杆在水平向左，垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离为L时，速度恰好达到最大运动过程中杆始终与导轨保持垂直。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度为g。如此此过程 A.杆的速度最大值为C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量。大于杆动能的变化量。3.2005物理如下列图，固定的光滑水平导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。1求初始时刻导体棒受到的安培力。2假如导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，如此这一过程中安培力做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？3导体棒往复运动，最终将静止何处？从导体棒开始运动到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？4.如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN，PQm.导轨电阻忽略.导轨上停放一质量m0，电阻r=0. 20的金属棒ab0T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U与时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示，(1)利用上述条件证明金属杆做匀加速运动，并计算加速度的大小;(2)求第2秒末外力的F瞬时功率;(3)如果水平外力从静止开始拉动2s所做的功W=0.35J，求金属杆上产生的焦耳热。二双杆模型1.如下列图，两根互相平行等宽的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在的平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计，导轨间的距离L.两根质量均为m的平行金属杆甲,乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中始终与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻均为R.在t=0时刻，乙杆处于静止状态，甲杆以垂直于杆的初速度v0沿导轨运动。（1） 求整个运动过程中甲，乙杆产生的总热量。（2） 求甲杆速度为初速度的时3/4，乙杆的加速度。2.如下列图，0T的匀强磁场与导轨所在的平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计，导轨间的距离L0m.两根质量均为m=的平行金属杆甲,乙可在导轨上无摩擦地0.在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一0N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动2，问此时两金属杆的速度各为多少？3.如下列图，足够长的平行金属导轨水平放置，电阻不计，MN局部的宽度为2L,PQ局部的宽度为L。金属棒a和b的质量ma=2mb=2m，其阻值的大小为Ra=Rb=2R.a和b分别在MN和PQ上，垂直导轨且相距足够远，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。开始a棒向右运动的速度为v0，b棒静止，两棒运动时始终保持平行且a总在MN上运动，b总在PQ上运动。求a,b最终的速度。4.两根相距为L的足够长的金属直角导轨如下列图放置，它们各有一边在同一水平面，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab,cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为µ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中，当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说确的是 杆匀速运动的速度为B.ab杆所受的拉力为mgcdcd杆向下运动h过程中，整个回路中产生的焦耳热为Daan.ABD.
