2019年高考物理考前保温：电磁感应导体棒问题汇总 33张PPT
文档属性
| 名称 | 2019年高考物理考前保温：电磁感应导体棒问题汇总 33张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 544.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-05-22 08:19:57 | ||
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文档简介
2019年高考物理考前保温：
电磁感应导体棒问题汇总
电动式
发电式
阻尼式
v0
F
一、单棒问题
运动特点
最终特征
a逐渐减小的减速运动
静止
a逐渐减小的加速运动
匀速
a逐渐减小的加速运动
匀速
基本模型
I=0 (或恒定)
I 恒定
I=0
二、含容式单棒问题
放电式
无外力充电式
F
运动特点
最终特征
基本模型
v0
有外力充电式
a逐渐减小的加速运动
匀速运动
I＝0
a逐渐减小的减速运动
匀速运动
I＝0
匀加速运动
匀加速运动
I 恒定
三、无外力双棒问题
运动特点
最终特征
基本模型
v0
1
2
杆1做a渐小的加速运动
杆2做a渐小的减速运动
v1=v2
I＝0
无外力等距式
2
v0
1
杆1做a渐小的减速运动
杆2做a渐小的加速运动
无外力
不等距式
a＝0
I＝0
L1v1=L2v2
四、有外力双棒问题
1
2
F
运动特点
最终特征
基本模型
有外力
不等距式
杆1做a渐小的加速运动
杆2做a渐大的加速运动
a1≠a2
a1、a2恒定
I 恒定
F
1
2
杆1做a渐大的加速运动
杆2做a渐小的加速运动
a1=a2
Δv 恒定
I 恒定
有外力等距式
阻尼式单棒
1．电路特点
导体棒相当于电源。
2．安培力的特点
安培力为阻力，并随速度减小而减小。
3．加速度特点
加速度随速度减小而减小
v
t
O
v0
4．运动特点
a减小的减速运动
5．最终状态
静止
6．三个规律
(1)能量关系：
(2)动量关系：
(3)瞬时加速度：
7．变化
(1)有摩擦
(2)磁场方向不沿竖直方向
阻尼式单棒
发电式单棒
1．电路特点
导体棒相当于电源，当速度为v时，电动势E＝Blv
2．安培力的特点
安培力为阻力，并随速度增大而增大
3．加速度特点
加速度随速度增大而减小
4．运动特点
a减小的加速运动
t
v
O
vm
5．最终特征
匀速运动
6．两个极值
(1) v=0时,有最大加速度：
(2) a=0时,有最大速度：
发电式单棒
7．稳定后的能量转化规律
8．起动过程中的三个规律
(1)动量关系：
(2)能量关系：
(3)瞬时加速度：
是否成立？
发电式单棒
问：
9．几种变化
(3)拉力变化
(4) 导轨面变化（竖直或倾斜）
(1) 电路变化
(2)磁场方向变化
F
加沿斜面恒力
通过定滑轮挂一重物
F
F
B
F
若匀加速拉杆则F大小恒定吗？
加一开关
发电式单棒
电容放电式：
1．电路特点
电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动。
2．电流的特点
电容器放电时，导体棒在安培力作用下开始运动，同时产生阻碍放电的反电动势，导致电流减小，直至电流为零，此时UC=Blv
3．运动特点
a渐小的加速运动，最终做匀速运动。
4．最终特征
但此时电容器带电量不为零
t
v
O
vm
匀速运动
电容放电式：
5．最大速度vm
电容器充电量：
v
t
O
vm
放电结束时电量：
电容器放电电量：
对杆应用动量定理：
电容放电式：
6．达最大速度过程中的两个关系
安培力对导体棒的冲量：
安培力对导体棒做的功：
易错点：认为电容器最终带电量为零
电容放电式：
7．几种变化
(1)导轨不光滑
(2)光滑但磁场与导轨不垂直
电容无外力充电式
1．电路特点
导体棒相当于电源;电容器被充电.
2．电流的特点
3．运动特点
a渐小的加速运动，最终做匀速运动。
4．最终特征
但此时电容器带电量不为零
匀速运动
v0
v
O
t
v
导体棒相当于电源;
电容器被充电。
F安为阻力，
当Blv=UC时，I=0， F安=0，棒匀速运动。
棒减速,
E减小
UC渐大，阻碍电流
I感渐小
有I感
电容无外力充电式
5．最终速度
电容器充电量：
最终导体棒的感应电动势等于电容两端电压：
对杆应用动量定理：
无外力等距双棒
1．电路特点
棒2相当于电源;棒1受安培力而加速起动,运动后产生反电动势.
2．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。
v1=0时：
电流最大
v2=v1时：
电流 I＝0
无外力等距双棒
3．两棒的运动情况
安培力大小：
两棒的相对速度变小,感应电流变小,安培力变小.
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
v0
t
v共
O
v
最终两棒具有共同速度
无外力等距双棒
4．两个规律
(1)动量规律
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.
(2)能量转化规律
系统机械能的减小量等于内能的增加量.
（类似于完全非弹性碰撞）
两棒产生焦耳热之比：
无外力等距双棒
5．几种变化：
(1)初速度的提供方式不同
(2)磁场方向与导轨不垂直
(3)两棒都有初速度
v
v
0
0
1
1
2
2
两棒动量守恒吗？
(4)两棒位于不同磁场中
两棒动量守恒吗？
无外力不等距双棒
1．电路特点
棒1相当于电源;棒2受安培力而起动,运动后产生反电动势.
2．电流特点
随着棒1的减速、棒2的加速，回路中电流变小。
2
v0
1
最终当Bl1v1= Bl2v2时,电流为零,两棒都做匀速运动
无外力不等距双棒
3．两棒的运动情况
棒1加速度变小的减速,最终匀速;
2
v0
1
回路中电流为零
棒2加速度变小的加速,最终匀速.
v0
v2
O
t
v
v1
4．最终特征
5．动量规律
系统动量守恒吗？
安培力不是内力
两棒合外力不为零
无外力不等距双棒
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：
2
v0
1
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：
无外力不等距双棒
7．能量转化情况
系统动能?电能?内能
2
v0
1
8．流过某一截面的电量
无外力不等距双棒
9．几种变化
(2)两棒位于不同磁场中
(1)两棒都有初速度
2
v1
1
v2
有外力等距双棒
1．电路特点
棒2相当于电源;棒1受安培力而起动.
2．运动分析：
某时刻回路中电流：
最初阶段，a2>a1,
F
1
2
棒1：
安培力大小：
棒2：
只要a2>a1,
(v2-v1)
I
FB
a1
a2
当a2＝a1时
v2-v1恒定
I恒定
FB恒定
两棒匀加速
有外力等距双棒
3．稳定时的速度差
F
1
2
v2
O
t
v
v1
有外力等距双棒
4．变化
(1)两棒都受外力作用
F2
1
2
F1
(2)外力提供方式变化
9．几种变化
(1)导轨不光滑
(2)倾斜导轨
(3) 有初速度
(4)磁场方向变化
v0
B
电动式单棒
电容有外力充电式
1．电路特点
导体为发电边；电容器被充电。
2．三个基本关系
F
导体棒受到的安培力为：
导体棒加速度可表示为：
回路中的电流可表示为：
电容有外力充电式
3．四个重要结论：
v0
O
t
v
F
(1)导体棒做初速度为零匀加速运动：
(2)回路中的电流恒定：
(3)导体棒受安培力恒定：
(4)导体棒克服安培力做的功等于电容器储存的电能：
证明
电容有外力充电式
4．几种变化：
F
(1)导轨不光滑
(2)恒力的提供方式不同
(3)电路的变化
F
电磁感应导体棒问题汇总
电动式
发电式
阻尼式
v0
F
一、单棒问题
运动特点
最终特征
a逐渐减小的减速运动
静止
a逐渐减小的加速运动
匀速
a逐渐减小的加速运动
匀速
基本模型
I=0 (或恒定)
I 恒定
I=0
二、含容式单棒问题
放电式
无外力充电式
F
运动特点
最终特征
基本模型
v0
有外力充电式
a逐渐减小的加速运动
匀速运动
I＝0
a逐渐减小的减速运动
匀速运动
I＝0
匀加速运动
匀加速运动
I 恒定
三、无外力双棒问题
运动特点
最终特征
基本模型
v0
1
2
杆1做a渐小的加速运动
杆2做a渐小的减速运动
v1=v2
I＝0
无外力等距式
2
v0
1
杆1做a渐小的减速运动
杆2做a渐小的加速运动
无外力
不等距式
a＝0
I＝0
L1v1=L2v2
四、有外力双棒问题
1
2
F
运动特点
最终特征
基本模型
有外力
不等距式
杆1做a渐小的加速运动
杆2做a渐大的加速运动
a1≠a2
a1、a2恒定
I 恒定
F
1
2
杆1做a渐大的加速运动
杆2做a渐小的加速运动
a1=a2
Δv 恒定
I 恒定
有外力等距式
阻尼式单棒
1．电路特点
导体棒相当于电源。
2．安培力的特点
安培力为阻力，并随速度减小而减小。
3．加速度特点
加速度随速度减小而减小
v
t
O
v0
4．运动特点
a减小的减速运动
5．最终状态
静止
6．三个规律
(1)能量关系：
(2)动量关系：
(3)瞬时加速度：
7．变化
(1)有摩擦
(2)磁场方向不沿竖直方向
阻尼式单棒
发电式单棒
1．电路特点
导体棒相当于电源，当速度为v时，电动势E＝Blv
2．安培力的特点
安培力为阻力，并随速度增大而增大
3．加速度特点
加速度随速度增大而减小
4．运动特点
a减小的加速运动
t
v
O
vm
5．最终特征
匀速运动
6．两个极值
(1) v=0时,有最大加速度：
(2) a=0时,有最大速度：
发电式单棒
7．稳定后的能量转化规律
8．起动过程中的三个规律
(1)动量关系：
(2)能量关系：
(3)瞬时加速度：
是否成立？
发电式单棒
问：
9．几种变化
(3)拉力变化
(4) 导轨面变化（竖直或倾斜）
(1) 电路变化
(2)磁场方向变化
F
加沿斜面恒力
通过定滑轮挂一重物
F
F
B
F
若匀加速拉杆则F大小恒定吗？
加一开关
发电式单棒
电容放电式：
1．电路特点
电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动。
2．电流的特点
电容器放电时，导体棒在安培力作用下开始运动，同时产生阻碍放电的反电动势，导致电流减小，直至电流为零，此时UC=Blv
3．运动特点
a渐小的加速运动，最终做匀速运动。
4．最终特征
但此时电容器带电量不为零
t
v
O
vm
匀速运动
电容放电式：
5．最大速度vm
电容器充电量：
v
t
O
vm
放电结束时电量：
电容器放电电量：
对杆应用动量定理：
电容放电式：
6．达最大速度过程中的两个关系
安培力对导体棒的冲量：
安培力对导体棒做的功：
易错点：认为电容器最终带电量为零
电容放电式：
7．几种变化
(1)导轨不光滑
(2)光滑但磁场与导轨不垂直
电容无外力充电式
1．电路特点
导体棒相当于电源;电容器被充电.
2．电流的特点
3．运动特点
a渐小的加速运动，最终做匀速运动。
4．最终特征
但此时电容器带电量不为零
匀速运动
v0
v
O
t
v
导体棒相当于电源;
电容器被充电。
F安为阻力，
当Blv=UC时，I=0， F安=0，棒匀速运动。
棒减速,
E减小
UC渐大，阻碍电流
I感渐小
有I感
电容无外力充电式
5．最终速度
电容器充电量：
最终导体棒的感应电动势等于电容两端电压：
对杆应用动量定理：
无外力等距双棒
1．电路特点
棒2相当于电源;棒1受安培力而加速起动,运动后产生反电动势.
2．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。
v1=0时：
电流最大
v2=v1时：
电流 I＝0
无外力等距双棒
3．两棒的运动情况
安培力大小：
两棒的相对速度变小,感应电流变小,安培力变小.
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
v0
t
v共
O
v
最终两棒具有共同速度
无外力等距双棒
4．两个规律
(1)动量规律
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.
(2)能量转化规律
系统机械能的减小量等于内能的增加量.
（类似于完全非弹性碰撞）
两棒产生焦耳热之比：
无外力等距双棒
5．几种变化：
(1)初速度的提供方式不同
(2)磁场方向与导轨不垂直
(3)两棒都有初速度
v
v
0
0
1
1
2
2
两棒动量守恒吗？
(4)两棒位于不同磁场中
两棒动量守恒吗？
无外力不等距双棒
1．电路特点
棒1相当于电源;棒2受安培力而起动,运动后产生反电动势.
2．电流特点
随着棒1的减速、棒2的加速，回路中电流变小。
2
v0
1
最终当Bl1v1= Bl2v2时,电流为零,两棒都做匀速运动
无外力不等距双棒
3．两棒的运动情况
棒1加速度变小的减速,最终匀速;
2
v0
1
回路中电流为零
棒2加速度变小的加速,最终匀速.
v0
v2
O
t
v
v1
4．最终特征
5．动量规律
系统动量守恒吗？
安培力不是内力
两棒合外力不为零
无外力不等距双棒
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：
2
v0
1
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：
无外力不等距双棒
7．能量转化情况
系统动能?电能?内能
2
v0
1
8．流过某一截面的电量
无外力不等距双棒
9．几种变化
(2)两棒位于不同磁场中
(1)两棒都有初速度
2
v1
1
v2
有外力等距双棒
1．电路特点
棒2相当于电源;棒1受安培力而起动.
2．运动分析：
某时刻回路中电流：
最初阶段，a2>a1,
F
1
2
棒1：
安培力大小：
棒2：
只要a2>a1,
(v2-v1)
I
FB
a1
a2
当a2＝a1时
v2-v1恒定
I恒定
FB恒定
两棒匀加速
有外力等距双棒
3．稳定时的速度差
F
1
2
v2
O
t
v
v1
有外力等距双棒
4．变化
(1)两棒都受外力作用
F2
1
2
F1
(2)外力提供方式变化
9．几种变化
(1)导轨不光滑
(2)倾斜导轨
(3) 有初速度
(4)磁场方向变化
v0
B
电动式单棒
电容有外力充电式
1．电路特点
导体为发电边；电容器被充电。
2．三个基本关系
F
导体棒受到的安培力为：
导体棒加速度可表示为：
回路中的电流可表示为：
电容有外力充电式
3．四个重要结论：
v0
O
t
v
F
(1)导体棒做初速度为零匀加速运动：
(2)回路中的电流恒定：
(3)导体棒受安培力恒定：
(4)导体棒克服安培力做的功等于电容器储存的电能：
证明
电容有外力充电式
4．几种变化：
F
(1)导轨不光滑
(2)恒力的提供方式不同
(3)电路的变化
F
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