双杆切割磁感线模型

双杆切割磁感线模型

高考物理专题复习之双杆切割磁感线模型

感

律牛顿定

应

件平衡条点动力

学观

中

理动量

的

点动量观

导

恒量守分 点量观

轨

理能定动

问

恒量守

题

一、在竖直导轨上的“双杆滑动”问题

1.

等间距型竖直放置的两光滑平行金属导轨

置于垂直如图1所示，1、

两根质量相同的金属棒导轨向里的匀强磁

场中，，先固定aa和b和导轨紧密接触且可自由滑动，，经a，当b速度达到10m/s时，再释放释放b( ) 的速度达到12m/s，则：a1s时间vb=18m/s 时，当A．va=12m/s vb=22m/s

B．当va=12m/s时， C．若导轨很长，它们最终速度必相同 D．它们最终速度不相同，但速度差恒定

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2、如图2，ab和cd是两条竖直放置的长直

光滑

金属导轨，MN和是两根用细线连接的金属'NM'杆，其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R，导轨间距为。整l图个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略，重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断，保持F不变，金属杆和导轨始终接触良好。求：（1）细线少断后，任意时刻两杆运动的速度之比；（2:1）（2）两杆分别达到的最大速度。mgRmgR2、）（v v122222lBBl33 [来源:学§科§网Z§X§X§

2.不等间距型

3、图中和为在同一竖直平面内的金属导轨，处在dbacabcd11112222磁场方向垂直B的匀强磁场中，

磁感应强度为

段与导轨所在的平面(纸面导轨的)向里。baba1122段也是竖段是竖直的．距离为小，段与dcdcl11212- 3 -

图

高考物理专题复习之双杆切割磁感线模型为两

根用不可伸长的绝缘轻线相与直的，距离为。yxylx22121它们都垂直于导轨并与，质量分别为连的金属细杆，和mm21。导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R上的竖直向上的恒力。已知两杆运动F为作用于金属杆yx11到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路

电阻上的热功率。2??g)(m?mF?g)m?m(F?21R?Q21g)??R(mmP??

）（2122)?(llB)?lB(l??1212；

二、在水平导轨上的“双杆滑动”问题（一）等间距水平导轨，无水平外力作用（安培力除外）、够长的固定的平行金属导轨位于同

一水4

，导轨上面横平面内，两导轨间的距离为l，构成矩形回路，放着两根导体棒cdab和，电如图所示，两根导体棒的质量皆为4m图- 4 -

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阻皆为R，回路中其余电阻不计，整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，设两导体棒均可沿导轨无摩擦的滑行，开始时棒cd静止，棒ab有指向棒cd 的初速度v, 若两导体棒在运动中始终不接触，求：0111（1）运动中产生焦耳热最多是多少？（）222mv(2m)v??Q?mv004223时，cd棒的速度变为初速度的棒的加速度是（2）当ab42vBlF）多少？（0??a mR4m

5、如图5，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度

的大小为B，两根金

摆在导轨上，与导轨2、属杆1垂直，它们的质量和电阻分别为两杆与导轨接触良,和

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好，与导轨间的动摩擦因数为，已知：杆1被外力拖动，也以恒杆2以恒定的速度沿导轨运动；达到稳定状态时，克服2定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略，求此时杆摩擦力做功的功率。）（

),(不计电阻的光滑金属导轨两根间距为所示如图６、6,l其水平由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成.- 6 -

高考物理专题复习之双杆切割磁感线模型导轨,

其磁感应强度为B,段加有竖直向下方向的匀强磁场另一2m,电阻为2r.水平段上静止放置一金属棒cd,质量为处由静止释放从圆弧段M质量为m,电阻为r的金属棒ab,所对圆心角为R,半径为N处进入水平段,圆弧段MN下滑至）处进入磁场区速度多大？（）ab 棒在N160°,求：（gR gRBl (此时棒中电流是多少？)r3gR)（3）ab（2） cd棒能达到的最大速度是多大？(棒由3系统所能释静止到达

最大速度过程中,

mgR) 放的热量是多少？(3

图

无水平外力作用（安培力除外）（二）不等间距水平导轨，、所示，光滑导轨7７、如图间宽度为等高平行放置，

倍，导轨右侧水3间宽度的- 7 -

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平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高。、是质量均为的金属棒，现让从离水平轨道高处由静止下滑，设导轨足够长。试求： (1)、棒的最终速度；

，）； (2)（全过程中感应电流产生的焦耳（热。）

////dcabcdab为水平放置的光滑平行导8所示，和８、如图//baba间的宽区域内充满方向竖

直向上的匀强磁场。、轨，//efcdcd的倍。设导轨足够长，导体棒、2度是间宽度的vghef，2一个初速度倍。质量是棒现给导体棒的质

量的0沿导轨向左运动，当两棒的速度稳定时，两棒的速度分别12是多少？（）vvv ,v

e b a dg c

021033

cdha b f图（三）等间距水平导轨，受水平外力作用（安培力除外）- 8 -

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９、如图9，两根平行的金属导轨，固定在

同一水平面上，磁感强度的匀强磁场与导轨