导体棒在磁场中的运动.doc

导体棒在磁场中的运动

导体棒在磁场中的运动

[问题摘要]

导体棒的问题不纯粹是电磁的，它经常涉及到力学和热。

一个试题通常包含多个知识点的综合应用。要处理这样的问题，必须掌握相关的知识和规律，还要有较高的分析能力、逻辑推理能力和综合运用知识解决问题的能力。

导体棒问题不仅是高中物理教学的重要内容，也是高考中的一个重点和热点问题。1.带电导体棒在磁场中的运动:

在带电导体棒的磁场中，只要导体棒不平行于磁场，磁场就会在导体棒上产生安培力。安培力的方向可以用左手定则来确定，大小可以用公式F=BILsinθ来计算。如果导体棒位置处的磁感应强度不恒定，通常将其分成几个小段，首先计算每个段上的力，然后计算它们的矢量和。因为安培力具有力的普遍性，它能在空间和时间上积累，能使物体产生加速度，并能与其他力平衡。

[基本模型]

基本图V–T显示能量导体棒开始以初始速度v0向右移动。恒定电阻为R，不包括其他电阻。动能→焦耳导热棒在恒定的力的作用下从静止状态向右移动。恒定电阻为R，不包括其他电阻。外力机械能→动能焦耳导热棒1开始以初始速度v0向右移动。两个杆的电阻分别为R1和R2，质量分别为m1和m2，不包括其他电阻。动能变化1

→动能变化2焦耳热导体棒1在恒力F下从静止向右移动。两棒的电阻分别为R1和R2，质量分别为m1和m2，其它电阻不包括在内。外力机械能→动能1动能2焦耳热图1如图1所示。在具有垂直向下磁感应强度b的均匀磁场中，有两个平行的金属导轨ab和CD以距离l水平放置且足够长。导轨的交流端与电阻值为r的电阻器连接，垂直于导轨放置的金属杆ab具有质量m，与导轨和金属杆的电阻以及它们之间的摩擦无关。

如果用恒力F将拉杆水平向右拉(1)。电路特性:

金属条ab切割磁感应线以产生相当于电源的感应电动势，并且B是电源的正电极。当ab棒的速度为V时，它产生感应电动势E=BLV。(2)AB杆的应力和运动:

条ab在恒力f的作用下向右加速，切断磁感应线，产生感应电动势，形成如图2所示的f-安培FGN作为感应电流。电流方向是从a到b，因此，条形ab受到左安培力f-安培。图2中示出了杆ab的力分析。

垂直方向:

重力g和支撑力n是平衡的。水平方向:

安培力f a=左边是运动阻力随v的增大而增大。ab杆的组合外力F=F-随速度v的增大而减小。ab杆运动过程的动力学分析如下: 随着ab杆速度v↓感应电动势e↓感应电流I=\u安培力f↓bil↓f↓(=f-f ↓)向左→ab杆运动的加速度a↓,当组合外力f减小到零时，加速度a 减小到零，速度v达到最大vmax，最后以vmax的恒定速度运动。(3)。

⑶最大加速度和速度是什么时候？ab杆和R上的电源？当ab杆受到组合外力F=F时，ab杆开始移动时的初始速度V等于0，由下式可知:

此时，合力最大，加速度最大，amax=。

在运动过程中，ab杆首先以减小的加速度进行加速运动。当加速度降至零时，即:

当f-=0时，速度达到最大值；当最大速度=ab杆速度最大时，感应电动势为

导体棒的问题不纯粹是电磁的，它经常涉及到力学和热。

一个试题通常包含多个知识点的综合应用。要处理这样的问题，必须掌握相关的知识和规律，还要有较高的分析能力、逻辑推理能力和综合运用知识解决问题的能力。

导体棒问题不仅是高中物理教学的重要内容，也是高考中的一个重点和热点问题。1.带电导体棒在磁场中的运动:

在带电导体棒的磁场中，只要导体棒不平行于磁场，磁场就会在导体棒上产生安培力。安培力的方向可以用左手定则来确定，大小可以用公式F=BILsinθ来计算。如果导体棒位置处的磁感应强度不恒定，通常将其分成几个小段，首先计算每个段上的力，然后计算它们的矢量和。因为安培力具有力的普遍性，它能在空间和时间上积累，能使物体产生加速度，并能与其他力平衡。

[基本模型]

基本图V–T显示能量导体棒开始以初始速度v0向右移动。恒定

电阻为R，不包括其他电阻。动能→焦耳导热棒在恒定的力的作用下从静止状态向右移动。恒定电阻为R，不包括其他电阻。外力机械能→动能焦耳导热棒1开始以初始速度v0向右移动。两个杆的电阻分别为R1和R2，质量分别为m1和m2，不包括其他电阻。动能变化1 →动能变化2焦耳热导体棒1在恒力F下从静止向右移动。两棒的电阻分别为R1和R2，质量分别为m1和m2，其它电阻不包括在内。外力机械能→动能1动能2焦耳热图1如图1所示。在具有垂直向下磁感应强度b的均匀磁场中，有两个平行的金属导轨ab和CD以距离l水平放置且足够长。导轨的交流端与电阻值为r的电阻器连接，垂直于导轨放置的金属杆ab具有质量m，与导轨和金属杆的电阻以及它们之间的摩擦无关。

如果用恒力F将拉杆水平向右拉(1)。电路特性:

金属条ab切割磁感应线以产生相当于电源的感应电动势，并且B是电源的正电极。当ab棒的速度为V时，它产生感应电动势E=BLV。(2)AB杆的应力和运动:

条ab在恒力f的作用下向右加速，切断磁感应线，产生感应电动势，形成如图2所示的f-安培FGN作为感应电流。电流方向是从a到b，因此，条形ab受到左安培力f-安培。图2中示出了杆ab的力分析。

垂直方向:

重力g和支撑力n是平衡的。水平方向:

安培力f a=左边是运动阻力随v的增大而增大。ab杆的组合外力

F=F-随速度v的增大而减小。ab杆运动过程的动力学分析如下: 随着ab杆速度v↓感应电动势e↓感应电流I=\u安培力f↓bil↓f↓(=f-f ↓)向左→ab杆运动的加速度a↓,当组合外力f减小到零时，加速度a 减小到零，速度v达到最大vmax，最后以vmax的恒定速度运动。(3)。

⑶最大加速度和速度是什么时候？ab杆和R上的电源？当ab杆受到组合外力F=F时-当它开始移动时，ab杆的初始速度V=0已知如下: 此时，合力最大，加速度最大，amax=。

在运动过程中，ab杆首先以减小的加速度进行加速运动。当加速度降至零时，即:

当f-=0时，速度达到最大值；当最大速度=ab棒速度最大时，感应电动势最大，电路中的感应电流最大，r上消耗的电功率最大，Pma 在稳定之前，杆ab以减小的加速度进行加速运动。恒力F做功的一部分用来克服安培力做功，并将其转化为电能。当电流流过电阻R时，这部分电能以焦耳热的形式释放出来，另一部分用来增加杆ab 的动能。稳定后，ab杆以恒定的速度移动，恒力F所做的功全部转化为电路的电能。最后，它以焦耳热的形式通过电阻R释放出来:cd 杆的加速度a=F/m=B2l2v0/4mR。2.ab滑入磁场并切断磁感应线，从而在abcd电路中产生感应电流。ab和cd在不同磁场力的作用下分别以可变减速度和可变加速度运动。电路中的感应电流逐渐减小。当感应电流为零时，AB和cd不再受磁场力的作用而以不同的速度滑动。

(1)ab自由滑动，机械能守恒:

Mgh=mv2/2 ①由于ab和cd串联在同一个电路中，任何时候通