电磁感应中的导轨类问题.docVIP

电磁感应中的导轨类问题 12 如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为θ= 370 ，导轨间距为 lm ，电阻不计，导轨足够长．两根金属棒 ab 和 a b ’的质量都是0.2kg ，电阻都是 1Ω ，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25 ，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度 B 的大小相同．让a’, b’固定不动，将金属棒ab 由静止释放，当 ab 下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为 8W ．求 ( 1 ) ab 达到的最大速度多大？ ( 2 ) ab 下落了 30m 高度时，其下滑速度已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量 Q 多大？ ( 3）如果将 ab 与 a b’同时由静止释放，当 ab 下落了 30m 高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量 Q ’为多大？ ( g =10m / s2 , sin370 =0.6 ,cos370 =0 . 8 ) 两棒合外力不为零 安培力不是内力 系统动量守恒吗？ 5．动量规律 4．最终特征 v1 v t O v2 v0 棒2加速度变小的加速,最终匀速. 回路中电流为零 1 v0 2 棒1加速度变小的减速,最终匀速; 3．两棒的运动情况 无外力不等距双棒 最终两棒具有共同速度 v O v共 t v0 棒2做加速度变小的减速运动 棒1做加速度变小的加速运动 两棒的相对速度变小,感应电流变小,安培力变小. 安培力大小： 3．棒的运动情况 无力等距双棒 练习：如图所示，水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的间距为L=0.1m，电源的电动势E＝10V，内阻r=0.1Ω，金属杆EF的质量为m=1kg，其有效电阻为R=0.4Ω，其与导轨间的动摩擦因素为μ＝0.1，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T，现在闭合开关，求：（1）闭合开关瞬间，金属杆的加速度；（2）金属杆所能达到的最大速度；（3）当其速度为v=20m/s时杆的加速度为多大？（忽略其它一切电阻，g=10m/s2） 易错点：认为电容器最终带电量为零 安培力对导体棒做的功： 安培力对导体棒的冲量： 6．达最大速度过程中的两个关系 电容放电式： 对杆应用动量定理： 最终导体棒的感应电动势等于电容两端电压： 电容器充电量： 5．最终速度 电容无外力充电式 最终当Bl1v1= Bl2v2时,电流为零,两棒都做匀速运动 1 v0 2 随着棒1的减速、棒2的加速，回路中电流变小。 2．电流特点 棒1相当于电源;棒2受安培力而起动,运动后产生反电动势. 1．电路特点 无外力不等距双棒 电流　I＝0 v2=v1时： 电流最大 v1=0时： 随着棒2的减速、棒1的加速，两棒的相对速度v2-v1变小，回路中电流也变小。 2．电流特点 棒2相当于电源;棒1受安培力而加速起动,运动后产生反电动势. 1．电路特点 无外力等距双棒 可得： 结合： 对棒2： 对棒1： 整个过程中两棒所受安培力冲量大小之比 1 v0 2 任一时刻两棒中电流相同，两棒受到的安培力大小之比为： 6．两棒最终速度