电磁感应导棒导轨模型Word文档下载推荐.doc

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单棒基本型

示

意

图

（阻尼式）

单杆以一定初速度在光滑水平轨道上滑动，质量为m，电阻不计，杆长为L

（电动式）

轨道水平、光滑，单杆质量为m，电阻不计，杆长为L

（发电式）

轨道水平光滑，杆质量为m，电阻不计，杆长为L，拉力F恒定

力

学

观

点

导体杆以速度v切割磁感线产生感应电动势，电流，安培力，做减速运动：

，当时，，，杆保持静止

S闭合，杆受安培力，此时，杆速度感应电动势安培力

加速度，当时，最大，

且

开始时，杆速度感应电动势

安培力由

知，

当时，最大，

像

能

量

动能全部转化为内能：

电能转化为动能

电

F做的功中的一部分转化为杆的动能，一部分产热：

运动

状态

变减速运动，最终静止

变加速运动，最终匀直

<

2>

单棒模型变形

类型

“发电式”有摩擦

“发电式”斜轨变形

示意图

已知量

棒ab长L，质量m，电阻R；

导轨不光滑且水平，电阻不计

导轨光滑，电阻不计

过程分析

导体棒相当于电源，当速度为v时，电动势E＝Blv；

安培力为阻力，并随速度增大而增大

加速度随速度增大而减小

（1）v=0时,有最大加速度

（2）a=0时,有最大速度

棒ab释放后下滑，此时加速度a＝，棒ab速度v↑→感应电动势E＝BLv↑→电流I＝↑→安培力F＝BIL↑→加速度a↓，当安培力F＝时，a＝0，v最大，最后匀速运动

转

化

克服安培力做功，把重力势能转化为内能

形式

变加速运动

最终

匀速运动

匀速运动

二、“双棒”模型

等间距水平光滑导轨

无水平外力

不等间距水平光滑导轨

受水平外力

竖直导轨

终态分析

两导体棒以相同的速度做匀速运动

若两杆m，r，L全相同，末速度为

两导体棒以不同的速度做匀速运动

若两杆m，r全相同，

末速度为

两导体棒以不同的速度做加速度相同的匀加速运动

两导体棒以相同的速度做加速度相同的匀加速运动

速度图象

解题策略

动量守恒定律，能量守恒定律及电磁学、运动学知识

动量定理，能量守恒定律及电磁学、运动学知识

动量定理,能量守恒定律及电磁学、运动学知识

变形

等间距水平不光滑导轨；

>

三、“电容”式单棒模型

电容放电型

电容无外力充电型

电容有外力充电型

电容器放电，相当于电源；

导体棒受安培力而运动。

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

导体棒相当于电源；

电容器被充电UC渐大，阻碍电流。

当Blv=UC时，I=0，

F安=0，棒匀速运动。

导体为发电边；

电容器被充电。

（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：

运

动

状

态

匀速运动时此时电容器带电量不为零

变加速最终匀速运动

变减速最终匀速运动

导体棒做初速度为零匀加速运动

4