电磁感应导轨(单轨、双轨) 共29页PPT资料
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电磁感应中的杆轨模型82页PPT
电磁感应中的杆轨模型
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
பைடு நூலகம்
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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பைடு நூலகம்
7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
电磁感应导轨 单轨、双轨 共30页PPT资料
放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L, M、P两点间 接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在 两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的
匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻
可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触 良好，不计它们之间的摩擦。
还可以为圆形、三角形、三角函数图形等；
•
（2）轨道的闭合性：轨道本身可以不闭
合，也可闭合；
•
（3）轨道电阻：不计、均匀分布或部分
有电阻、串上外电阻；
•
（4）轨道的放置：水平、竖直、倾斜放
置等等．
• II . 金属棒—可以是单跟金属棒也可以是两个 金属棒
一、单棒问题：
例1. 水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上，有一根长为L的 导体棒ab，用恒力F作用在ab上，由静止开始运动，回路总 电阻为R，试分析ab 的运动情况，并求ab棒的最大速度。
b
B
a
R
F
b B
• 这类问题覆盖面广,题型也多种多样;但解决这类问题的 关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状 态,如速度、加速度取最大值或最小值的条件等.
• 基本思路是:
I
E
Rr
确定电源（E，r）
F=BIL 感应电流
运动导体所 受的安培力
临界状态
运动状态的分析 v与a方向关系 a变化情况 F=ma 合外力
特点分析：
1．电路特点 导体棒相当于电源，当速度
FB R
r
F
为v时，电动势E＝Blv
f
2．安培力的特点
FB
BIl
B
Blv l Rr
＝
高三物理课件：电磁感应导轨 单轨、双轨29页PPT
高三物理课件：电磁感应导轨 单轨、
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
双轨
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
双轨
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
电磁感应导棒-导轨模型
电磁感应“导棒-导轨”问题专题、“单棒”模型【破解策略】单杆问题是电磁感应与电路、力学、能量综合应用的体现，因此相关问题应 从以下几个角度去分析思考： （1）力电角度：与“导体单棒”组成的闭合回路中的磁通量发生变化-导体棒产生感应电动势T 感应电流7导体棒受安培力7合外力变化7加速度变化7速度变化7感应电动势变化7 ....... , 循环结束时加速度等于零，导体棒达到稳定运动状态。
⑵ 电学角度：判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源）7利用E N — 或E BLv 求感t应动电动势的大小7利用右手定则或楞次定律判断电流方向7分析电路结构7画等效电路图。
（3）力能角度：电磁感应现象中，当外力克服安培力做功时，就有其他形式的能转化为电能；当 安培力做正功时，就有电能转化为其他形式的能。
<1>单棒基本型v o 0单杆ab以一定初速度v o 在 轨道水平、光滑，单杆 ab 质量 轨道水平光滑，杆ab 质量为（阻尼式） （电动式） （发电式） 光滑水平轨道上滑动，质量 为m 电阻不计，杆长为 L导体杆以速度 v 切割磁感线产生感应电动势为m,电阻不计，杆长为 Lm 电阻不计，杆长为 L ，拉 力F 恒定BLv E R BIL运动：v 时，F 持静止啦，安培力R也，做减速Ra ，当 v 0 0，a 0，杆保S 闭合，ab 杆受安培力L BLE BLEF ----- ，此时a --------R mR杆ab 速度 BLv I感应电动势 安培力 BILE 时, 且v m加速度av 最大,BLIR，当开始时a —，杆abm速度v 感应电动势E BLv I力F 安BIL 由F F 安 ma 知a ，FRB LB L E BL当a 0时，v 最大，FR v mB 2L2“发电式”有摩擦“发电式”斜轨变形棒ab长L,质量m电阻R;导轨不光滑且水平，电阻不计棒ab长L，质量m电阻R；导轨光滑, 电阻不计导体棒相当于电源，当速度为V时,电动势E= Blv ;安培力为阻力，并随速度增大而增大B2l2vF B BIl ------- vR加速度随速度增大而减小a F F B mg F B2l2v gm m mR v=0时,有最大加速度a F__mga m ma=0时,有最大速度(F mg)Rvm B2]21 2Fs Q E mgS -mv m棒ab释放后下滑，此时加速度 a = gsin，棒ab速度v T-感应电动势E =BLv T-电流I =-R T-安培力F= BIL T-加速度 a 当安培力F= mg sin 时，a= 0, v 最大，最后匀速运动克服安培力做功，把重力势能转化为内能示丿受、图已过程分析2V转 化运 动 形 式 变加速运动 变加速运动最 终 状态匀速运动v(F mg)R mB 2I 2匀速运动mgRsi n V mB 2L 2二、“双棒”模型无水平外力无水平外力 受水平外力的匀加速运动若两杆m r , L 全相同,若两杆m r 全相同,等间距水平光滑导轨不等间距水平光滑导轨等间距水平光滑导轨竖直导轨两导体棒以相同的速度 两导体棒以不同的速度 两导体棒以不同的速 两导体棒以相同的 做匀速运动做匀速运动 度做加速度相同的匀速度做加速度相同 末速度为 V 0211 2I 2末速度为 v 2 2v 1H加速运动“电容”式单棒模型类型电容放电型电容无外力充电型电容有外力充电型丿意导体为发电边；电容器被电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动。
高考物理大复习电磁感应第节微专题电磁感应中的“杆导轨”模型课件
(1)cd 下滑的过程中，ab 中的电流方向； (2)ab 刚要向上滑动时，cd 的速度 v 多大； (3)从 cd 开始下滑到 ab 刚要向上滑动的过程中，cd 滑动的距 离 x＝3.8 m，此过程中 ab 上产生的热量 Q 是多少．
解析：(1)由右手定则可判断出 cd 中的电流方向为由 d 到 c， 则 ab 中电流方向为由 a 流向 b.
答案：(1)3Bm2LgR2
9m2g2R (2) 4B2L2
(3)32mgs－94mB3g4L2R4 2
考点三 双杆模型
物 理 模 型
“双杆”模型分为两类：一类是“一动一静”，甲杆静 止不动，乙杆运动，其实质是单杆问题，不过要注意 问题包含着一个条件：甲杆静止，受力平衡．另一种 情况是两杆都在运动，对于这种情况，要注意两杆切 割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减．
第4节 微专题4 电磁感应中的“杆＋导轨”模型
“杆＋导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道 具”，也是高考的热点，考查的知识点多，题目的综合性强，物 理情景变化空间大，是我们复习中的难点．“杆＋导轨”模型又 分为“单杆”型和“双杆”型(“单杆”型为重点)；导轨放置方 式可分为水平、竖直和倾斜；杆的运动状态可分为匀速、匀变 速、非匀变速运动等．
E＝BLvm，I＝2ER， F＝BIL＋mgsin θ，解得 vm＝3Bm2LgR2 ，
(2)PL＝I2R，解得 PL＝94mB22gL2R2 . (3)设整个电路放出的电热为 Q，由能量守恒定律有 F·2s＝Q＋mgsin θ·2s＋12mv2m， 由题意可知 Q1＝Q2 ，解得 Q1＝32mgs－9m4B3g4L2R4 2.
(1)金属棒能达到的最大速度 vm； (2)灯泡的额定功率 PL； (3)若金属棒上滑距离为 s 时速度恰达到最大，求金属棒由静 止开始上滑 2s 的过程中，金属棒上产生的电热 Q1.
高三物理：电磁感应导轨 单轨、双轨(新)课件人教版
a
× × × × × × × × × × V × × × × × × × × × × × × × ×
B（T） （ ）
2 1 0 0.5 1 t（s） （）
b
基本知识：
力学中的力和运动、能量 和动量知识 力学中的力和运动、 电磁感应和电路知识
• 学习方法： 学习方法： • ①回归课本夯实基础，仔细看书把 回归课本夯实基础， 书本中的知识点掌握到位 练习为主提升技能， ②练习为主提升技能，做各种类型的 习题， 习题，在做题中强化知识 整理归纳举一反三，对易错知识点、 ③整理归纳举一反三，对易错知识点、 易错题反复巩固 •
解决感应电路综合问题的一般思路 • ⑴先做“源”的分析：分离出电路中由电磁 先做“ 的分析： 感应所产生的电源，求出电源参数E和 感应所产生的电源，求出电源参数 和r • ⑵再进行“路”的分析：分析电路结构，弄 再进行“ 的分析：分析电路结构， 清串并联关系，求出相关部分的电流大小， 清串并联关系，求出相关部分的电流大小， 以便安培力的求解 • ⑶然后是“力”的分析：分析力学研究对象 然后是“ 的分析： 的受力情况， 的受力情况，尤其注意其所受的安培力 • ⑷在后是“动”的分析：根据力和运动的关 在后是“ 的分析： 系，判断出正确的运动模型 • ⑸最后是“能”的分析：寻找电磁感应过程 最后是“ 的分析： 和力学对象的运动过程中其能量转化和守恒 的关系。 的关系。
F(N) 0 2 4 6 8 10 12
(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力 ，f=2N 由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f， 由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力 若金属杆受到的阻力仅为滑动摩擦力， 若金属杆受到的阻力仅为滑动摩擦力 ， 由截距可求 得动摩擦因数 µ=0.4
电磁感应导轨 单轨、双轨课件
电磁感应导轨 单轨、双轨
深入了解电磁感应导轨的原理、结构、和工作方式，以及其在不同领域中的 应用。探讨单轨和双轨导轨各自的特点和优势。最后，展望电磁感应导轨的 未来发展趋势。
电磁感应导轨的原理介绍
通过电磁感应原理，将电能转化为磁能，实现导轨和车辆之间的悬浮和运动。
电磁感应导轨的结构和工作方式
导轨结构包括导向轨、电动轨和悬浮装置。导轨通过电磁力作用使车辆悬浮并运动。
电磁感应导轨的未来发展趋势
1
更高速度
通过技术创新，实现更高的运输速度，提升交通效率。
2
更低能耗
优化设计，降低能耗，实现更可持续的运输系统。
3
更广应用
将电磁感应导轨应用于更多领域，包括旅游、航天等。
总结和展望
电磁感应导轨是先进的运输技术，具有广泛的应用前景。随着技术的进一步发展，电磁感应导轨将在未 来持续发挥重要作用。
2 高度可调
导轨高度可根据不同需求进行调整，提供更好的运输效果。
3 低噪音
采用磁悬浮技术，不会产生与轨道摩擦相关的噪音。
双轨导轨的特点和优势
1 快速运输
双轨导轨可实现更高的 运输速度，满足长距离 高速交通需求。
2 稳定可靠
采用双轨结构，提供更 稳定的运行和更强的承 载能力。
3 多功能
可用于不同应用场景， 包括高速铁路、城市轨 道交通和国际物流。
电磁感应导轨的应用领域
高速铁路
应用于高速列车，实现快速、平稳、安全的 运输。
货物运输
Hale Waihona Puke 用于货物运输领域，提供高效、快速的物流 解决方案。
城市交通
用于城市轨道交通系统，提升交通效率和舒 适度。
展览和娱乐
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v I= E/R
f=BIL
当f=F 时，a=0，速度达到最大，
a
F=f=BIL=B2 L2 Vm /R R f
F
Vm=FR / B2 L2
Vm称为收尾速度
b B
1．电路特点 特点分析：
导体棒相当于电源，当速
FB r F
度为v时，电动势E＝Blv R
2．安培力的特点
FB
BIl
B
Blv l Rr
大小方向
受力分析
F（=方BI向L）合外力 F=ma a变化情况
v与a方向关系运动状态的分析 临界状态
一、单棒问题：
例1. 水平匀强磁场B、光滑导轨，长为L 的导体棒ab，用恒力F作用在ab上，由静 止开始运动，回路总电阻为R，试分析ab 的运动情况，并求ab棒的最大速度。
a=(F-f)/m E=BLv
电磁感应和力学规 律的综合应用
导轨问题： 单（双）棒问题
单（双）棒问题
• 这类问题覆盖面广,题型也多种多样; 但解决这类问题的关键在于通过受 力分析和运动状态的分析来寻找过 程中的临界状态,如速度、加速度取 最大值或最小值的条件等.
单（双）棒问题
基本思路是:
确定电源（E，r） I
E R
r
感应电流
m的金属杆PQ可在在光滑金属框上滑动.金
属杆PQ电阻为R，当杆自静止开始沿框架
下滑时：(1)开始下滑的加速度为多少?
(2)框内感应电流的方向怎样？
B
C
(3)金属杆下滑的最大速度是多少?
F
解: (1) 开始PQ受力为mg, 所以 a=g
P I
Q
(2) 产生顺时针方向感应电流,
mg
(3)向下运动时，磁场力F逐渐的增大，A 加 D
速度逐渐的减小，V仍然在增大，
即当：GF==FB时IL，=VB达2 L到2 V最m大/R速∴度V。 =mgR / B2 L2
例3. 间距l=20cm，金属导体ab无摩檫的滑动，
ab的质量 为0.2 g，电阻为0.4Ω，导轨电阻不
计，匀强磁场的磁感应强度为0.1T，当金属
导体ab从静止自由下落0.8s时，突然接通电
mgRsiθn B2L2
N
F
M
R a
b
BN θ
P b
θ
图2 mg
L
θ
Q
B
图1
若ab与导轨间存在 动摩擦因数为μ， 情况又怎样？
b
θ
图2
当 F+f=mgsinθ时 ab棒以最大速度V m 做匀速运动
F=BIL=B2 L2 Vm /R = mgsinθ- μ mgcosθ
a BN θ
L
θ
Q
N
b
θ
M
R P
v(m/s)
20
F
16
12
8
4
F(N)
0 2 4 6 8 10 12
解：（1）加速度减小的加速运动。 （2）由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，
匀速时合力为零。
FF 安 f
感应电动势 E BL1 v
F
感应电流 I=E/R （2）
安培力 F 安 B B I2 L 2 v/R 3 v(m/s)
键K。（设导轨足够长，g取10m/s2）求：
（1）电键K接通前后，金属导体ab的运动情
况 （2）金属导体ab棒的最大速度
a
和最终速度的大小。
Vm =8m/s V终 = 2m/s
K
F
b mg
若从金属导体ab从静 止下落到接通电键K 的时间间隔为t,ab棒以
后的运动情况有几种 可能？试用v-t图象描 述。
（1）由b向a方向看到的装置如图2所示，请在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图；
（2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时 ab杆中的电流及其加速度的大小； （3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。
I E BLv RR
agsiθnB2L2v mR
vm
二、双棒问题
K
F b
mg
例4、两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为
θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L, M、P两点间接有阻值为R 的电阻。质量为m的金属杆ab放在两导轨上，整套装置处于 B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的 电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆 接触良好，不计它们之间的摩擦。
b B
图1
F
f
B
Vm= mg (sinθ- μ cosθ)R/ B2 L2
mg
例5：（04年上海22）水平面上两根足够长的金属导轨平 行固定放置，问距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻 连接；导轨上放一质量为m的金属杆（见左下图），金 属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导 轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运 动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会 变化，v与F的关系如右下图.（取重力加速度g=10m/s2） （1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？ （2）若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω;磁感应强度B为多大？ （3）由v-F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
ab自由下落的时间t没有确定，所 以ab的速度无法确定，使得ab棒 受到的瞬时安培力F与G大小无法 a 比较，因此存在以下可能： （1）若安培力F <G：
则ab棒先做变加速运动，再做 匀速直线运动
（2）若安培力F >G：则ab棒先做 变减速运动，再做匀速直线运动
（3）若安培力F =G：
则ab棒始终做匀速直线运动
mg
m
f
当a=0时：
a FFB mg F B2l2v g0
m
m m(Rr)
vm(Fm B2gl)2(Rr)
7．几种变化 (1) 电路变化
F
(2)磁场方向变化
B
F
(3) 导轨面变化（竖直或倾斜） (4)拉力变化
B
C
B
F
P
Q
A
D
竖直
倾斜
例2. 在B的匀强磁场中，宽度BC＝L，质量
v B R 2 L 2( F f )k (F f)
20 16 12
由图线可以得到直线的斜率 k=2， 8
4
F(N)
B R2 / k 1 T L
0 2 4 6 8 10 12
(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f，f=2N
若金属杆受到的阻力仅为滑动摩擦力，由截距可求
得动摩擦因数 μ=0.4
＝
B 2l2v Rr
f
v
安培力为阻力，并随速度增大而增大
3．加速度特点
a
FFB
mg
m
F m
B2l2v m(Rr)
gvm
v
加速度随速度增大而减小
4．运动特点 a减小的加速运动
O
t
5．最终特征: 匀速直线运动(a=0)
6．两个极值
r
(1) 最大加速度：
FF
R
当v=0时：am F (2) 最大速度：