电磁感应单双棒问题-教师版.docxVIP

高二物理第★-03-★次培优材料

电磁感应单棒问题双棒问题

楞次定律你掌握了吗？

楞次定律你掌握了吗？

1.两个闭合铝环，挂在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁N极向左插向圆环时(如图)，两圆环的运动是

A.边向左移边分开

B.边向左移边靠拢

C.边向右移边分开

D.边向右移边靠拢

2.如图所示，导线ab沿金属导轨运动，使电容器c充电，设磁场是匀强磁场，且右边回路电阻不变，若使电容器带电量恒定，且上板带正电，则ab的运动情况是()

A.匀速向右运动

B.匀加速向左运动

C.变加速向左运动

D.匀加速向右运动

R1R2vAaBb3.图中的匀强磁场磁感应强度B=，让长为0.2m的导体AB在金属导轨上，以5m/s的速度向左做匀速运动，设导轨两侧所接电阻R1=4

R1

R2

v

Aa

Bb

【Key】（1）0.28A

（2）

单棒问题

单棒问题

abRF1.如图所示，匀强磁场磁感应强度为B=，方向垂直轨道平面，导轨间距L=0.5m，拉力F=

a

b

R

F

【Key】5m/s

2.如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=的水平匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟有的重力势能转化为电能，则求MN杆的下落速度

【Key】.mg=I2Rtv=2m/s

MNPQabvRB图33.如图3所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻。导体棒ab长l＝0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝

M

N

P

Q

a

b

v

R

B

图3

⑴ab中的感应电动势多大？

⑵ab中电流的方向如何？

⑶若定值电阻R＝Ω，导体棒的电阻r＝Ω，多大？

【Key】⑴⑵b→a⑶

4.如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间接有阻值为R的电阻，导轨相距为d，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度为B．质量为m、电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好．用平行于MN的恒力F向右拉动CD，CD受恒定的摩擦阻力．f，已知Ff．问：

(1)CD运动的最大速度是多少?

(2)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少?

(3)当CD的速度是最大速度的1/3时，CD的加速度是多少?

解析：(1)以金属棒为研究对象，当CD受力：F=FA+f时，CD速度最大，

即：

(2)CD棒产生的感应电动势为：

回路中产生的感应电流为：

则R中消耗的电功率为：

(3)当CD速度为最大速度的1/3即时，CD中的电流为最大值的1/3即则CD棒所受的安培力为：

CD棒的加速度为：

θaFbRcdefB图55.如图5所示，有两根足够长、不计电阻，相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉力F

θ

a

F

b

R

c

d

e

f

B

图5

(1)拉力F大小；

(2)杆ab最后回到ce端的速度v

【Key】(1)(2)

图66.如图6所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为θ，金属杆由静止开始下滑，动摩擦因数为μ，下滑过程中重力的最大功率为P

图6

【Key】B=EQ\F(mg,L)EQ\R(,\F(Rsinθ(sinθ-μcosθ),P))

7.本题较难，供学有余力学生做。如图所示，足够长的金属导轨MN和PQ与R相连，平行地放在水平桌面上，质量为m的金属杆可以无摩擦地沿导轨运动．导轨与ab杆的电阻不计，导轨宽度为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过整个导轨平面．现给金属杆ab一个瞬时冲量I0，使ab杆向右滑行．

本题较难，供学有余力学生做。

（1）求回路的最大电流．

（2）当滑行过程中电阻上产生的热量为Q时，杆ab的加速度多大？

（3）杆ab从开始运动到停下共滑行了多少距离？

解：（1）由动量定理I0=mv0–0得v0=EQ\F(I0,m)（2分）

金属杆在导轨上做减速运动，刚开始时速度最大，感应电动势也最大，有：

Em=BLv（1分）

所以回路的最大电流Im=EQ\F(BLv0,R)=E