高考物理一轮复习课件电磁感应不等距双杆无外力

高中物理解题模型高中物理

一轮复习电磁感应（6/9）高中物理

一轮复习电磁感应（6/9）1楞次定律2电磁感应定律3电路分析4线框模型5单杆模型6双杆模型7功能及动量8图像问题9电磁感应应用相关知识：1.双杆放置同一磁场中（不计摩擦，初状态一静一动）：电磁感应

—双杆模型（不等距无外力）电路分析：运动性质：杆1：加速度a减小的加速直线运动，最终匀速直线运动；杆2：加速度a减小的减速直线运动，最终匀速直线运动；受力及加速度分析：vtOv0v2v1B12v0L1L2相关知识：1.双杆放置同一磁场中（不计摩擦，初状态一静一动）：电磁感应

—双杆模型（不等距无外力）非碰撞模型（合外力不为零，最终以各自速度匀速运动）vtOv0v2v1能量关系：最终状态：B12v0L1L2电荷量：相关知识：2.双杆放置不同磁场中（不计摩擦，初状态一静一动）：电磁感应

—双杆模型（不等距无外力）电路分析：运动性质：杆1：加速度a减小的加速直线运动，最终匀速直线运动；杆2：加速度a减小的减速直线运动，最终匀速直线运动；受力及加速度分析：vtOv0v2v1B112v0L1L2B2相关知识：2.双杆放置不同磁场中（不计摩擦，初状态一静一动）：电磁感应

—双杆模型（不等距无外力）vtOv0v2-v1B112v0L1L2B2非碰撞模型（合外力不为零，最终以各自速度匀速运动）能量关系：最终状态：电荷量：【例题1】如图所示，光滑平行轨道abcd的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，bc段轨道宽度是cd段轨道宽度的2倍，bc段轨道和cd段轨道都足够长，将质量均为m的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段，且与轨道垂直。Q棒静止，让P棒从距水平轨道高为h的地方由静止释放，求：①两金属棒的最终速度；②全过程中感应电流产生的焦耳热；③当金属棒ab到达水平轨道开始计时，绘制两根金属棒的v-t图像。总结：1.动量定理分别列式及感应电流为零是求解最终速度的有效方法；2.注意比较长杆或短杆具有初速度时v-t图像的区别；电磁感应

—双杆模型（不等距无外力）①②③vtOv0vPvQ【例题2】如图所示，足够长的光滑水平轨道，左侧轨道间距为0.4m，右侧轨道间距为0.2m。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为0.2T。质量均为0.01kg的金属M、N垂直导轨放置在轨道上，开始时金属棒M、N均保持静止，现使金属棒M以5m/s的速度向右运动，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，M棒总在宽轨上运动，N棒总在窄轨上运动。已知两金属棒接入电路的总电阻为0.2Ω，轨道电阻不计，g=10m/s2，试求：①全过程中安培力分别对两根金属棒所做的功，证明安培力所做的总功等于电路中产生的内能；②全过程中两金属棒在导轨间扫过的面积之差。总结：1.无电源的双杆模型，一对安培力做功之和等于电路中消耗的电能；2.电荷量是联系力学及电学的纽带；电磁感应

—双杆模型（不等距无外力）①②【例题3】间距2L和L的两组平行金属导轨固定在水平绝缘面内，电阻不计且足够长。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B与2B，导体棒a与b质量分别为m与2m，a棒电阻是b棒电阻的一半，a、b棒与导轨间均不计摩擦。b棒静止垂直跨放在两导轨连接处，a棒垂直跨放在距离QQ1为2L处，t=0时刻，给a棒一个初速度让其开始运动。当a棒运动到QQ1时两棒速度恰好相同（a棒仍在宽轨上），此过程中流过b棒的电荷量为q，此时立即锁定a棒，而b棒继续向右运动最终停下。重力加速度大小为g，求：①a棒被锁定前瞬时速度的大小v及初速度大小v0；②a棒开始运动时QQ1两端的电势差U；③b棒运动过程中产生的电热Qb及b棒最终将静止的位置与QQ1距离S；总结：1.锁定a棒前，系统合外力为零动量守恒；2.锁定a棒前，磁通量变化由双杆引起；锁定a棒后，磁通量变化由单杆引起；电磁感应

—双杆模型（不等距无外力）①②③例题1例题2例题3电磁感应

—双杆模型（不等距无外力）【例题1】如图所示，光滑平行轨道abcd的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，bc段轨道宽度是cd段轨道宽度的2倍，bc段轨道和cd段轨道都足够长，将质量均为m的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段，且与轨道垂直。Q棒静止，让P棒从距水平轨道高为h的地方由静止释放，求：①两金属棒的最终速度；②全过程中感应电流产生的焦耳热；③当金属棒ab到达水平轨道开始计时，绘制两根金属棒的v-t图像。①②③vtOv0v2v1例题1例题2例题3电磁感应

—双杆模型（不等距无外力）【例题2】如图所示，足够长的光滑水平轨道，左侧轨道间距为0.4m，右侧轨道间距为0.2m。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为0.2T。质量均为0.01kg的金属M、N垂直导轨放置在轨道上，开始时金属棒M、N均保持静止，现使金属棒M以5m/s的速度向右运动，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，M棒总在宽轨上运动，N棒总在窄轨上运动。已知两金属棒接入电路的总电阻为0.2Ω，轨道电阻不计，g=10m/s2，试求：①全过程中安培力分别对两根金属棒所做的功，证明安培力所做的总功等于电路中产生的内能；②全过程中两金属棒在导轨间扫过的面积之差。①②例题1例题2例题3电磁感应

—双杆模型（不等距无外力）【例题3】间距2L和L的两组平行金属导轨固定在水平绝缘面内，电阻不计且足够长。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B与2B，导体棒a与b质量分别为m与2m，a棒电阻是b棒电阻的一半，a、b棒与导轨间均不计摩擦。b棒静止垂直跨放在两导轨连接处，a棒垂直跨放在距离QQ1为2L处，t=0时刻，给a棒一个初速度让其开始运动。当a棒运动到QQ1时两棒速度恰好相同（a棒仍在宽轨上），此过程中流过b棒的电荷量为q，此时立即锁定a棒，而b棒继续向右运动最终停下。重力加速度大小为g，求：①a棒被锁定前瞬时速度的大小v及初速度大小v0；②a棒开始运动时QQ1两端的电势差U；③b棒运动过程中产生的电热Qb及b棒最终将静止的位置与QQ1距离S；①②③本节重点：电磁感应

—双杆模型（不等距无外力）1.双杆放置同一磁场中（不计摩擦，初状态一静一动）：vtOv0v2v1B12v0L1L22.