力学电学综合题——棒轨模型.学生版.docx

错题不再错就无敌了！

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力电综合-棒轨模型学生姓名：上课时间

力电综合-棒轨模型

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2014年高考解决方案

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错题再练习

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第25讲过程分析（4）棒轨模型

201

2014年高考怎么考

内容

要求

考试能力

理解能力

能描述其物理状态、物理过程

推理能力

能定性分析物理过程的变化趋势

知识讲解

知识讲解

专题目标

熟悉常见的棒轨模型，会综合分析电磁感应综合问题．

专题讲解

单棒模型（1）

安培力的特点，并随速度减小而减小．

运动特点，a逐渐减小的减速运动，最终静止

能量关系：

动量关系：

单棒模型（2）（F为恒力）

安培力的特点：

运动特点：a逐渐减小的加速运动，最终匀速

（1)v=0时,有最大加速度：（2)a=0时,有最大速度：

能量关系：

单棒模型（3）

安培力的特点：．

加速度特点：．

运动特点：a减小的加速运动，稳定时，速度最大，电流最小

能量关系：

单棒模型（4）

电流的特点：导体棒相当于电源;F安为阻力，棒减速,E减小，，有I感．，I感渐小，电容器被充电．UC渐大，阻碍电流，当Blv=UC时，I=0，F安=0，棒匀速运动．

最终速度：电容器充电量：

单棒模型（5）（F为恒力）

电路特点：导体为发电边；电容器被充电，回路中的电流可表示为：．

导体棒做初速度为零匀加速运动：（回路中的电流恒定）．

导体棒受安培力恒定：．

双棒模型（1）

电流特点：，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．v2=v1时：电流I＝0

两棒的运动情况：棒1做加速度变小的加速运动，棒2做加速度变小的减速运动，最终两棒具有共同速度．

动量规两棒受到安培力大小相等方向相反,系统合外力为零,系统动量守恒．

系统机械能的减小量等于内能的增加量．

双棒模型（2）

电路特点：棒2相当于电源;棒1受安培力而起动．

运动分析：某时刻回路中电流：

安培力大小：棒1：棒2：

最初阶段，a2a1,只要a2a1,（v2-v1)增加，I增加，FB增加a1增加a2减小当a2＝a1时v2-v1恒定I恒定FB恒定两棒匀加速．

双棒模型（3）（导轨足够长）

电流特点：，随着棒1的减速、棒2的加速，回路中电流变小，最终当Bl1v1=Bl2v2时,电流为零,两棒都做匀速运动．

两棒的运动情况：棒1加速度变小的减速,最终匀速;棒2加速度变小的加速,最终匀速．

最终，回路中电流为零

两棒合外力不为零，动量不守恒．

6．两棒最终速度：任一时刻两棒中电流相同，两棒受到的安培力大小之比为：

整个过程中两棒所受安培力冲量大小之比

对棒1：对棒2：

结合：

可得：

专题讲练

如图所示，由粗细均匀、同种金属导线构成的长方形线框abcd放在光滑的水平桌面上，线框边长分别为L和2L，其中ab段的电阻为R．在宽度为2L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向下．线框在水平拉力的作用下以恒定的速率v通过匀强磁场区域，线框平面始终与磁场方向垂直．

求：（1）在线框的cd边刚进入磁场时，ab边两端的电压Uab；

（2）为维持线框匀速运动，水平拉力F的大小；

（3）在线框通过磁场的整个过程中，bc边金属导线上产生的电热Qbc．

2

2L

v

2L

L

a

b

c

d

B

如图所示，ab棒受一冲量作用后以初速度v沿水平面内的导轨运动，经一段时间后而停止，已知v=4m∕s，ab质量m=5kg，导轨宽L=0.4m，电阻R=2欧姆，其余电阻不计，磁场的磁感应强度B=0.5T，棒和导轨间的动摩擦因素μ=0.4，测得整个过程中通过导线的电荷量q=0.01C．

求：（1）、整个过程中产生的电热Q；（2）、ab棒的运动时间t．

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m．导轨平面与水平面成?＝37?角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度为B=0.4T．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直且保持良好接触，它们间的动摩擦因数为μ=0.25．金属棒沿导轨由静止开始下滑，当金属棒下滑速度达到稳定时，速度大小为10m/s．（取g＝10m/s2，sin37?＝0.6，cos37?＝0.8）．

求：（1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；（2）当金属棒下滑速度达到稳定时电阻R消耗的功率；（3）电阻R的阻值．

R

R

θ

a

b

B

如图所示，两根足够长固定平行金属导轨位于倾角的斜面上，导轨上、下端各接有阻值