會計學1導體棒切割磁感線的綜合問題電磁感應中的導軌問題受力情況分析運動情況分析動力學觀點動量觀點能量觀點牛頓定律平衡條件動量定理動量守恒動能定理能量守恒電磁感應中的導軌類問題第1頁/共40頁一、單棒問題二、含容式單棒問題三、無外力雙棒問題四、有外力雙棒問題細述第2頁/共40頁阻尼式單棒1．電路特點導體棒相當于電源。2．安培力的特點安培力為阻力，并隨速度減小而減小。3．加速度特點加速度隨速度減小而減小vtOv04．運動特點a減小的減速運動5．最終狀態(tài)靜止單棒問題第3頁/共40頁6．三個規(guī)律(1)能量關系：(2)動量關系：(3)瞬時加速度：7．變化(1)有摩擦(2)磁場方向不沿豎直方向阻尼式單棒單棒問題第4頁/共40頁發(fā)電式單棒1．電路特點導體棒相當于電源，當速度為v時，電動勢E＝Blv2．安培力的特點安培力為阻力，并隨速度增大而增大3．加速度特點加速度隨速度增大而減小4．運動特點a減小的加速運動tvOvm單棒問題第5頁/共40頁5．最終特征勻速運動6．兩個極值(1)v=0時,有最大加速度：(2)a=0時,有最大速度：發(fā)電式單棒單棒問題第6頁/共40頁7．穩(wěn)定后的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律8．起動過程中的三個規(guī)律(1)動量關系：(2)能量關系：(3)瞬時加速度：是否成立？發(fā)電式單棒問：單棒問題第7頁/共40頁9．幾種變化(3)拉力變化(4)導軌面變化（豎直或傾斜）(1)電路變化(2)磁場方向變化

F加沿斜面恒力通過定滑輪掛一重物

FF

BF若勻加速拉桿則F大小恒定嗎？加一開關發(fā)電式單棒單棒問題第8頁/共40頁電動式單棒1．電路特點導體為電動邊，運動后產(chǎn)生反電動勢（等效于電機）。2．安培力的特點安培力為運動動力，并隨速度減小而減小。3．加速度特點加速度隨速度增大而減小4．運動特點a減小的加速運動

tvOvm單棒問題第9頁/共40頁5．最終特征勻速運動

6．兩個極值(1)最大加速度：(2)最大速度：v=0時,E反=0,電流、加速度最大穩(wěn)定時，速度最大，電流最小電動式單棒單棒問題第10頁/共40頁

7．穩(wěn)定后的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律8．起動過程中的三個規(guī)律(1)動量關系：(2)能量關系：(3)瞬時加速度：還成立嗎？電動式單棒單棒問題第11頁/共40頁9．幾種變化(1)導軌不光滑(2)傾斜導軌

(3)有初速度(4)磁場方向變化v0

B電動式單棒單棒問題直流電動機反電動勢？第12頁/共40頁電容放電式：1．電路特點電容器放電，相當于電源；導體棒受安培力而運動。2．電流的特點電容器放電時，導體棒在安培力作用下開始運動，同時產(chǎn)生阻礙放電的反電動勢，導致電流減小，直至電流為零，此時UC=Blv3．運動特點a漸小的加速運動，最終做勻速運動。4．最終特征但此時電容器帶電量不為零tvOvm勻速運動含容式單棒問題第13頁/共40頁電容放電式：5．最大速度vm電容器充電量：vtOvm放電結束時電量：電容器放電電量：對桿應用動量定理：含容式單棒問題第14頁/共40頁電容放電式：6．達最大速度過程中的兩個關系安培力對導體棒的沖量：安培力對導體棒做的功：易錯點：認為電容器最終帶電量為零7．幾種變化(1)導軌不光滑(2)光滑但磁場與導軌不垂直含容式單棒問題第15頁/共40頁電容無外力充電式1．電路特點導體棒相當于電源;電容器被充電.2．電流的特點3．運動特點a漸小的減速速運動，最終做勻速運動。4．最終特征但此時電容器帶電量不為零勻速運動v0vOtv導體棒相當于電源;電容器被充電。F安為阻力，當Blv=UC時，I=0，F(xiàn)安=0，棒勻速運動。棒減速,E減小UC漸大，阻礙電流I感漸小有I感含容式單棒問題第16頁/共40頁電容無外力充電式5．最終速度電容器充電量：最終導體棒的感應電動勢等于電容兩端電壓：對桿應用動量定理：含容式單棒問題第17頁/共40頁電容有外力充電式1．電路特點導體為發(fā)電邊；電容器被充電。2．三個基本關系F導體棒受到的安培力為：導體棒加速度可表示為：回路中的電流可表示為：含容式單棒問題第18頁/共40頁電容有外力充電式3．四個重要結論：v0OtvF(1)導體棒做初速度為零勻加速運動：(2)回路中的電流恒定：(3)導體棒受安培力恒定：(4)導體棒克服安培力做的功等于電容器儲存的電能：證明含容式單棒問題第19頁/共40頁電容有外力充電式4．幾種變化：F(1)導軌不光滑(2)恒力的提供方式不同(3)電路的變化F含容式單棒問題第20頁/共40頁無外力等距雙棒1．電路特點棒2相當于電源;棒1受安培力而加速起動,運動后產(chǎn)生反電動勢.2．電流特點隨著棒2的減速、棒1的加速，兩棒的相對速度v2-v1變小，回路中電流也變小。v1=0時：電流最大v2=v1時：電流I＝0無外力雙棒問題第21頁/共40頁無外力等距雙棒3．兩棒的運動情況安培力大?。簝砂舻南鄬λ俣茸冃?感應電流變小,安培力變小.棒1做加速度變小的加速運動棒2做加速度變小的減速運動v0tv共Ov最終兩棒具有共同速度無外力雙棒問題第22頁/共40頁無外力等距雙棒4．兩個規(guī)律(1)動量規(guī)律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.(2)能量轉(zhuǎn)化規(guī)律系統(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：無外力雙棒問題第23頁/共40頁無外力等距雙棒5．幾種變化：(1)初速度的提供方式不同(2)磁場方向與導軌不垂直(3)兩棒都有初速度

vv00

11

22

兩棒動量守恒嗎？(4)兩棒位于不同磁場中兩棒動量守恒嗎？無外力雙棒問題第24頁/共40頁無外力不等距雙棒1．電路特點棒1相當于電源;棒2受安培力而起動,運動后產(chǎn)生反電動勢.2．電流特點隨著棒1的減速、棒2的加速，回路中電流變小。2v01最終當Bl1v1=Bl2v2時,電流為零,兩棒都做勻速運動無外力雙棒問題第25頁/共40頁無外力不等距雙棒3．兩棒的運動情況棒1加速度變小的減速,最終勻速;2v01回路中電流為零棒2加速度變小的加速,最終勻速.v0v2Otvv14．最終特征5．動量規(guī)律系統(tǒng)動量守恒嗎？安培力不是內(nèi)力兩棒合外力不為零無外力雙棒問題第26頁/共40頁無外力不等距雙棒6．兩棒最終速度任一時刻兩棒中電流相同，兩棒受到的安培力大小之比為：2v01整個過程中兩棒所受安培力沖量大小之比對棒1：對棒2：結合：可得：無外力雙棒問題第27頁/共40頁無外力不等距雙棒7．能量轉(zhuǎn)化情況系統(tǒng)動能電能內(nèi)能2v018．流過某一截面的電量9．幾種變化2v11v2(1)兩棒都有初速度(2)兩棒位于不同磁場中無外力雙棒問題第28頁/共40頁有外力等距雙棒1．電路特點棒2相當于電源;棒1受安培力而起動.2．運動分析：某時刻回路中電流：最初階段，a2>a1,F12棒1：安培力大?。喊?：只要a2>a1,(v2-v1)IFBa1a2當a2＝a1時v2-v1恒定I恒定FB恒定兩棒勻加速有外力雙棒問題第29頁/共40頁有外力等距雙棒3．穩(wěn)定時的速度差F12v2Otvv1有外力等距雙棒有外力雙棒問題第30頁/共40頁有外力等距雙棒4．變化(1)兩棒都受外力作用F212F1(2)外力提供方式變化有外力雙棒問題第31頁/共40頁有外力不等距雙棒運動分析：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：I恒定FB恒定兩棒勻加速12F當時有外力雙棒問題第32頁/共40頁有外力不等距雙棒12F由此時回路中電流為：與兩棒電阻無關有外力雙棒問題第33頁/共40頁概述一、單棒問題二、含容式單棒問題三、無外力雙棒問題四、有外力雙棒問題第34頁/共40頁電動式發(fā)電式阻尼式v0F一、單棒問題運動特點最終特征a逐漸減小的減速運動靜止a逐漸減小的加速運動勻速a逐漸減小的加速運動勻速基本模型I=0(或恒定)I恒定I=0畫等效電路第35頁/共40頁二、含容式單棒問題放電式無外力充電式F運動特點最終特征基本模型v0有外力充電式a逐漸減小的加速運動勻速運動I＝0a逐漸減小的減速運動勻速運動I＝0勻加速運動勻加速運動I恒定第36頁/共40頁三、無外力雙棒問題運動特點最終特征基本模型v012桿1做a漸小的加速運動桿2做a漸小的減速運動v1=v2I＝0無外力等距式2v01桿1做a漸小的減速運動桿2做a漸小的加速運動無外力

不等距式a＝0I＝0L1v1=L2v2第37頁/共40頁四