高中三年級(jí)下學(xué)期物理《電磁感應(yīng)雙桿問(wèn)題》課件

電磁感應(yīng)雙桿問(wèn)題年級(jí)：高三年級(jí)下學(xué)科：物理一：知識(shí)回顧1、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律及歐姆定律2、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律3、“源→路→力→運(yùn)動(dòng)”四步法分析法分析桿的受力求合外力F合求a例1、如圖所示，間距L＝0.4m的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角θ＝30°，正方形區(qū)域abcd內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，方向垂直于斜面。甲、乙兩金屬桿的電阻R相同、質(zhì)量均為m＝0.02kg，垂直于導(dǎo)軌放置。起初，甲金屬桿處在磁場(chǎng)的上邊界ab上，乙在甲上方距甲也為L(zhǎng)處。現(xiàn)將兩金屬桿同時(shí)由靜止釋放，并同時(shí)在甲金屬桿上施加一個(gè)沿著導(dǎo)軌的拉力F，使甲金屬桿始終以a＝5m/s2的加速度沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，已知乙金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，取g＝10m/s2，則()A．每根金屬桿的電阻R＝0.016ΩB．甲金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是0.4sC．甲金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中F的功率逐漸增大D．乙金屬桿在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中安培力的功率是0.1W二：學(xué)以致用乙桿勻加速a=gsin300=5m/s2兩桿相對(duì)靜止由運(yùn)動(dòng)規(guī)律知：甲桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=0.4s，速度為v=2m/s√√隨著v↑，E↑，I↑，F(xiàn)安↑，F(xiàn)↑，PF↑mgsin300=BIL且BLv=I?2RR=0.064ΩP=BIL?v=0.2wBC且F=F安例2、如圖所示，間距L=0.3m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)。在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.4T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在傾角370的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)有B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電阻R=0.3、質(zhì)量m1=0.1kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在b1、b2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好。一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過(guò)輕質(zhì)滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2=0.05kg的小環(huán)。已知小環(huán)以a=6m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長(zhǎng)。取g=10m/s2，sin370=0.6,求（1）小環(huán)所受摩擦力的大?。?）Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率小環(huán)：m2g－f=m2a得：f=0.2N例2、如圖所示，間距L=0.3m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)，在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角370的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.4T、方向豎直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電阻R=0.3Ω、質(zhì)量m1=0.1kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在b1、b2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好。一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過(guò)輕質(zhì)滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2=0.05kg的小環(huán)。已知小環(huán)以a=6m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長(zhǎng)。取g=10m/s2，sin370=0.6（2）Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率

故：拉力的瞬時(shí)功率為P=Fv=2W（2）Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率S靜止、k固定、Q勻速下滑源：Q桿切割磁感線E=B2Lv路：S、k并聯(lián)K桿靜止：f=B1ILQ桿勻速：

m1g

N

F

FA

且E=2I·(R并+R)

解得：v=5m/sF=0.4N

練習(xí)、在傾角為θ足夠長(zhǎng)的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向一個(gè)垂直斜面向上，另一個(gè)垂直斜面向下，寬度均為L(zhǎng)，如圖所示。一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形線框abcd。在t=0時(shí)刻以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若經(jīng)過(guò)時(shí)間t0線框ab邊到達(dá)gg’與ff’正中間位置時(shí)，線框又恰好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff’時(shí)，線框加速度的大小為3gsinθB．t0時(shí)刻線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為C．t0時(shí)間內(nèi)線框中產(chǎn)生的熱量為mgLsinθ+mv02D．線框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中一直做勻速直線運(yùn)動(dòng).三

：拓展延伸A．當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff’時(shí)，線框加速度的大小為3gsinθB．t0時(shí)刻線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為C．t0時(shí)間內(nèi)線框中產(chǎn)生的熱量為mgLsinθ+mv02D．線框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中一直做勻速直線運(yùn)動(dòng).線框剛進(jìn)入時(shí)勻速：當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff’時(shí)速度仍為v0，ab和cd在不同磁場(chǎng)中切割磁感線，E=2BLv0

√√t0時(shí)刻線框以v勻速：√t0時(shí)間內(nèi)由能量