1、電磁感應(yīng)中的導(dǎo)軌問(wèn)題,受力情況分析,運(yùn)動(dòng)情況分析,動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn),能量觀點(diǎn),牛頓定律,平衡條件,動(dòng)能定理,能量守恒,單棒問(wèn)題,雙棒問(wèn)題,電動(dòng)式,發(fā)電式,阻尼式,一、單棒問(wèn)題,運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),最終特征,a逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng),靜止,a逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),勻速,a逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),勻速,基本模型,I=0 (或恒定),I 恒定,I=0,二、無(wú)外力雙棒問(wèn)題,運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),最終特征,基本模型,桿1做a漸小的加速運(yùn)動(dòng),桿2做a漸小的減速運(yùn)動(dòng),v1=v2,I0,無(wú)外力等距式,桿1做a漸小的減速運(yùn)動(dòng),桿2做a漸小的加速運(yùn)動(dòng),無(wú)外力不等距式,a0,I0,L1v1=L2v2,三、有外力雙棒問(wèn)題,運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),最終特征,基本模型,有

2、外力不等距式,桿1做a漸小的加速運(yùn)動(dòng),桿2做a漸大的加速運(yùn)動(dòng),a1a2 a1、a2恒定,I 恒定,桿1做a漸大的加速運(yùn)動(dòng),桿2做a漸小的加速運(yùn)動(dòng),a1=a2,v 恒定,I 恒定,有外力等距式,阻尼式單棒,1電路特點(diǎn),導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源。,2安培力的特點(diǎn),安培力為阻力，并隨速度減小而減小。,3加速度特點(diǎn),加速度隨速度減小而減小,v0,4運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),a減小的減速運(yùn)動(dòng),5最終狀態(tài),靜止,一、單棒問(wèn)題：,6三個(gè)規(guī)律,(1)能量關(guān)系：,(2)電量關(guān)系：,(3)瞬時(shí)加速度：,7變化,(1)有摩擦,(2)磁場(chǎng)方向不沿豎直方向,阻尼式單棒,一、單棒問(wèn)題：,例1. 水平放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的光滑導(dǎo)軌上，有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)

3、體棒ab，用恒力F作用在ab上，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，回路總電阻為R，試分析ab 的運(yùn)動(dòng)情況，并求ab棒的最大速度。,分析：ab 在F作用下向右加速運(yùn)動(dòng)，切割磁感應(yīng)線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流又受到磁場(chǎng)的作用力f，畫出受力圖：,a=(F-f)/m v E=BLv I= E/R f=BIL,最后，當(dāng)f=F 時(shí)，a=0，速度達(dá)到最大，,F=f=BIL=B2 L2 vm /R,vm=FR / B2 L2,vm稱為收尾速度.,一、單棒問(wèn)題：,發(fā)電式單棒,這類問(wèn)題覆蓋面廣,題型也多種多樣;但解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析來(lái)尋找過(guò)程中的臨界狀態(tài),如速度、加速度取最大值或最小值的條件等. 基本思路是:,1

4、電路特點(diǎn),導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，當(dāng)速度為v時(shí)，電動(dòng)勢(shì)EBlv,2安培力的特點(diǎn),安培力為阻力，并隨速度增大而增大,3加速度特點(diǎn),加速度隨速度增大而減小,4運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),a減小的加速運(yùn)動(dòng),特點(diǎn)分析：,R,r,5最終特征:,勻速直線運(yùn)動(dòng)(a=0),6兩個(gè)極值,(1) 最大加速度：,(2) 最大速度：,R,r,當(dāng)v=0時(shí)：,當(dāng)a=0時(shí)：,7穩(wěn)定后的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律,8起動(dòng)過(guò)程中的三個(gè)規(guī)律,(1)電量關(guān)系：,(2)能量關(guān)系：,(3)瞬時(shí)加速度：,發(fā)電式單棒,9幾種變化,(4)拉力變化,(3) 導(dǎo)軌面變化（豎直或傾斜）,(1) 電路變化,(2)磁場(chǎng)方向變化,豎直,傾斜,電動(dòng)式單棒,1電路特點(diǎn),導(dǎo)體為電動(dòng)邊，運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生

5、反電動(dòng)勢(shì)（等效于電機(jī)）。,2安培力的特點(diǎn),安培力為運(yùn)動(dòng)動(dòng)力，并隨速度減小而減小。,3加速度特點(diǎn),加速度隨速度增大而減小,4運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),a減小的加速運(yùn)動(dòng),t,vm,5最終特征,勻速運(yùn)動(dòng),6兩個(gè)極值,(1)最大加速度：,(2)最大速度：,v=0時(shí),E反=0,電流、加速度最大,穩(wěn)定時(shí)，速度最大，電流最小,電動(dòng)式單棒,7穩(wěn)定后的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律,8起動(dòng)過(guò)程中的三個(gè)規(guī)律,(1)動(dòng)量關(guān)系：,(2)能量關(guān)系：,(3)瞬時(shí)加速度：,還成立嗎？,電動(dòng)式單棒,9幾種變化,(1)導(dǎo)軌不光滑,(2)傾斜導(dǎo)軌,(3) 有初速度,(4)磁場(chǎng)方向變化,電動(dòng)式單棒,電磁感應(yīng)中的導(dǎo)軌問(wèn)題,受力情況分析,運(yùn)動(dòng)情況分析,動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn),能量

6、觀點(diǎn),牛頓定律,平衡條件,動(dòng)能定理,能量守恒,單棒問(wèn)題,雙棒問(wèn)題,等距雙棒特點(diǎn)分析,1電路特點(diǎn),棒2相當(dāng)于電源;棒1受安培力而加速起動(dòng),運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì).,2電流特點(diǎn),隨著棒2的減速、棒1的加速，兩棒的相對(duì)速度v2-v1變小，回路中電流也變小。,當(dāng)v1=0時(shí)：,最大電流,當(dāng)v2=v1時(shí)：,最小電流,兩個(gè)極值,I0,3兩棒的運(yùn)動(dòng)情況特點(diǎn),安培力大小：,兩棒的相對(duì)速度變小,感應(yīng)電流變小,安培力變小.,棒1做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng),棒2做加速度變小的減速運(yùn)動(dòng),v0,v共,最終兩棒具有共同速度,4一個(gè)規(guī)律,(1)能量轉(zhuǎn)化規(guī)律,系統(tǒng)機(jī)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：,5幾種變化：,(1)初速度的提供方式不同,(2)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌不垂直,(3)兩棒都有初速度,(4)兩棒位于不同磁場(chǎng)中,有外力等距雙棒,1電路特點(diǎn),棒2相當(dāng)于電源;棒1受安培力而起動(dòng).,2運(yùn)動(dòng)分析：,某時(shí)刻回路中電流：,最初階段，a2a1,棒1：,安培力大小：,棒2：,只要a2a1,(v2-v1),I,FB,a1,a2,當(dāng)a2a1時(shí),v2-v1恒定,I恒定,FB恒定,兩棒勻加速,有外力等距雙棒,3穩(wěn)定時(shí)的速度差,v2,v1,有外力等距雙棒,4變化,(1)兩棒都受外力作用,(2)外力提供方式變化,有外力不等距雙