2014電磁感應(yīng)中的“桿+導(dǎo)軌”模型ppt課件.ppt

1、小結(jié)：同類問(wèn)題模型化處理,電磁感應(yīng)中的“桿+導(dǎo)軌”模型,模型概述,1模型特點(diǎn),“桿導(dǎo)軌”模型是電磁感應(yīng)問(wèn)題高考命題的“基本道具”，也是高考的熱點(diǎn)，考查的知識(shí)點(diǎn)多，題目的綜合性強(qiáng)，物理情景富于變化，是我們復(fù)習(xí)中的難點(diǎn)?！皸U導(dǎo)軌”模型又分為“單桿”型和“雙桿”型；導(dǎo)軌放置方式可分為水平、豎直和傾斜；桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為勻速運(yùn)動(dòng)、勻變速運(yùn)動(dòng)、非勻變速運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)等；磁場(chǎng)的狀態(tài)可分為恒定不變、均勻變化和非均勻變化等等，情景復(fù)雜形式多變。,(1)單桿水平式,物理模型,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，棒ab長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m，初速度為零，拉力恒為F，水平導(dǎo)軌光滑，除電阻R外，其他電阻不計(jì),2模型分類,動(dòng)態(tài)分

2、析,收尾狀態(tài),運(yùn)動(dòng)形式,t勻速直線運(yùn)動(dòng),力學(xué)特征,a0v恒定不變,電學(xué)特征,I恒定,(2)單桿傾斜式,物理模型,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌間距L，導(dǎo)體棒質(zhì)量m，電阻R，導(dǎo)軌光滑，電阻不計(jì),動(dòng)態(tài)分析,收尾狀態(tài),運(yùn)動(dòng)形式,勻速直線運(yùn)動(dòng),力學(xué)特征,電學(xué)特征,I恒定,典例(2012廣東高考)如圖9212所示，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板，R和Rx分別表示定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值，不計(jì)其他電阻。(1)調(diào)節(jié)RxR，釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌

3、勻速下滑時(shí)，求通過(guò)棒的電流I及棒的速率v。(2)改變Rx，待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m、帶電量為q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過(guò)，求此時(shí)的Rx。,圖9212,題后悟道,由于感應(yīng)電流與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的加速度有著相互制約的關(guān)系，故導(dǎo)體一般不是做勻變速運(yùn)動(dòng)，而是經(jīng)歷一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程再趨于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。分析這一動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)而確定最終狀態(tài)是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵。,分析電磁感應(yīng)問(wèn)題中導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法：,(1)首先分析導(dǎo)體最初在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力情況；(2)其次分析由于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，導(dǎo)體受到的安培力、合力的變化情況；(3)再分析由于合力的變化，導(dǎo)體的加速度、速度又會(huì)怎樣變化，從而又引起

4、感應(yīng)電流、安培力、合力怎么變化；(4)最終明確導(dǎo)體所能達(dá)到的是什么樣的穩(wěn)定狀態(tài)。,2.雙桿模型,電磁感應(yīng)中“雙桿問(wèn)題”是學(xué)科內(nèi)部綜合的問(wèn)題，涉及到電磁感應(yīng)、安培力、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律等。要求學(xué)生綜合上述知識(shí)，認(rèn)識(shí)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(wèn)題，也是近幾年高考考察的熱點(diǎn)。,（1）、無(wú)外力雙棒問(wèn)題,運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),最終特征,基本模型,桿1做a漸小的加速運(yùn)動(dòng),桿2做a漸小的減速運(yùn)動(dòng),v1=v2,I0,無(wú)外力等距式,桿1做a漸小的減速運(yùn)動(dòng),桿2做a漸小的加速運(yùn)動(dòng),無(wú)外力不等距式,a0,I0,L1v1=L2v2,無(wú)外力等距雙棒,1電路特點(diǎn),棒2相當(dāng)于電源;棒1受安培力而加速起動(dòng),運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì).,2電流特點(diǎn),隨著棒2的減速、棒1的加速，兩棒的相對(duì)速度v2-v1變小，回路中電流也變小。,v1=0時(shí)：,電流最大,v2=v1時(shí)：,電流I0,無(wú)外力等距雙棒,3兩棒的運(yùn)動(dòng)情況,安培力大小：,兩棒的相對(duì)速度變小,感應(yīng)電流變小,安培力變小.,棒1做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng),棒2做加速度變小的減速運(yùn)動(dòng),v0,t,v共,最終兩棒具有共同速度,（2）、有外力雙棒問(wèn)題,運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),最終特征,基本模型,有外力不等距式,桿1做a漸小的加速運(yùn)