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(共24張PPT)
梁寧 內(nèi)蒙古師范大學(xué)
專題：電磁感應(yīng)中的雙桿問題
人教版(2019年)高中物理選擇性必修第二冊
第二章 電磁感應(yīng)
物理也瘋狂
目錄
無外力等距
01.
有外力等距
02.
無外力不等距
03.
有外力不等距
04.
無外力等距
01.
1．電路特點：桿2相當(dāng)于電源；桿2的安培力為阻力；
桿1受安培力為動力，運動后產(chǎn)生反電動勢。
2．電流特點：
3．安培力特點：
v0
1
2
桿2減速、桿1加速，兩棒的相對速度v2-v1變小，回路中電流變小。
無外力等距
01.
5．兩桿的運動特點：
桿1做加速度減小的加速運動；
桿2做加速度減小的減速運動，直至共速。
v0
t
v共
O
v
4．加速度特點：加速度減小
6．最終狀態(tài)：
兩桿共同做勻速直線運動
無外力等距
01.
加速度最大時（電流最大）：
7．加速度與電流極值：
加速度最小時（電流最小）：
無外力等距
01.
2.電荷量
1.共速時速度
兩棒受到安培力大小相等方向相反，
系統(tǒng)合外力為零，系統(tǒng)動量守恒。
v0
1
2
無外力等距
01.
3.相對位移
v0
1
2
無外力等距
01.
系統(tǒng)機械能的減小量等于內(nèi)能的增加量。
（類似于完全非彈性碰撞）
兩棒產(chǎn)生焦耳熱之比：
v0
1
2
無外力等距
01.
v
v
0
0
1
1
2
2
初速度的提供方式不同
磁場方向與導(dǎo)軌不垂直
兩棒都有初速度
兩棒位于不同磁場中
無外力等距
01.
無限長的平行金屬軌道M、N，相距L=0.5m，且水平放置；金屬棒b和c可在軌道上無摩擦地滑動，兩金屬棒的質(zhì)量mb=mc=0.1kg，電阻Rb=RC=1 ，軌道的電阻不計．整個裝置放在磁感強度B=1T的勻強磁場中，磁場方向與軌道平面垂直(如圖)．若使b棒以初速度v0=10m/s開始向右運動，求：
(1)c棒的最大加速度；
(2)c棒的最大速度。
B
M
c
b
N
無外力等距
01.
【參考答案】AC
(多選)(2019·全國卷Ⅲ·19)如圖，方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上.t＝0時，棒ab以初速度v0向右滑動.運動過程中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回路中的電流用I表示.下列圖像中可能正確的是（ ）
無外力等距
02.
1．電路特點:
桿2相當(dāng)于電源，其安培力為阻力；桿1安培力為動力。
2．運動分析：
最初階段，a2>a1,
桿1：
桿2：
(v2-v1)
I
FA
a1
a2
當(dāng)a2＝a1時
v2-v1恒定
I恒定
FA恒定
兩棒勻加速
桿1做加速度增大的加速運動，桿2做加速度減小的加速運動。
F
1
2
無外力等距
02.
3．穩(wěn)定時的速度差
v2
O
t
v
v1
無外力等距
02.
(多選)(2020·全國卷Ⅰ·21)如圖，U形光滑金屬框abcd置于水平絕緣平臺上，ab和dc邊平行，和bc邊垂直.ab、dc足夠長，整個金屬框電阻可忽略.一根具有一定電阻的導(dǎo)體棒MN置于金屬框上，用水平恒力F向右拉動金屬框，運動過程中，裝置始終處于豎直向下的勻強磁場中，MN與金屬框保持良好接觸，且與bc邊保持平行.經(jīng)過一段時間后
A.金屬框的速度大小趨于恒定值
B.金屬框的加速度大小趨于恒定值
C.導(dǎo)體棒所受安培力的大小趨于恒定值
D.導(dǎo)體棒到金屬框bc邊的距離趨于恒定值
【參考答案】BC
無外力不等距
03.
1．電路特點：
桿1相當(dāng)于電源；其安培力為阻力。
桿2安培力為動力，運動后產(chǎn)生反電動勢。
2．電流特點：
隨著桿1的減速、桿2的加速，回路中電流變小。
最終當(dāng)Bl1v1= Bl2v2時，電流為零。
3．安培力的特點：
隨電流的減小而減小
4．加速度的特點：
加速度先減小后不變。
2
v0
1
無外力不等距
03.
6．最終特點：
最終當(dāng)Bl1v1= Bl2v2時，電流為零，安培力為零，加速度為零，兩桿勻速。
O
t
v
v0
v2
v1
桿1做加速度變小的減速運動，最終勻速;
桿2做加速度變小的加速運動，最終勻速.
5．兩棒的運動情況：
無外力不等距
03.
1.兩桿最終速度：
整個過程中兩桿動量不守恒，根據(jù)動量定理得：
此時，電流為零，則
2
v0
1
無外力不等距
03.
根據(jù)能量轉(zhuǎn)化情況，系統(tǒng)部分動能 電能 內(nèi)能
2.流過某一截面的電量
3.能量觀點
2
v0
1
無外力不等距
03.


有外力不等距
04.
1.運動分析：
某時刻兩棒速度分別為v1、 v2，加速度分別為a1、a2
此時回路中電流為：
經(jīng)極短時間t后其速度分別為：
兩棒勻加速！
當(dāng)　　　　　時
2
F
1
有外力不等距
04.
由
此時回路中電流為：
（與兩棒電阻無關(guān)）
得
有外力不等距
04.
【參考答案】AC

配套習(xí)題
05.

配套習(xí)題
05.

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