物理建模 10.电磁感应中的“杆+导轨”模型

物理建模 10.电磁感应中的“杆+导轨"模型模型构建“杆＋导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是高考的热点，考查的知识点多，题目的综合性强，物理情景变化空间大，是我们复习中的难点．“杆＋导轨”模型又分为“单杆”型和“双杆”型（“单杆”型为重点）；导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜；杆的运动状态可分为匀速、匀变速、非匀变速运动等．模型分类及特点1．单杆水平式物理模型严PQ动态分析FB2Lv设运动过程中某时刻棒的速度为 v,加速度为 a=-—--7T,a、vmmR同向，随 v 的增加，a 减小，当 a—0 时，v 取大，I—R 恒定收尾状态运动形式匀速直线运动力学特征a—0v 恒定不变电学特征I 恒定2.单杆倾斜式物理模型E 棒释放后下滑，此时 a—gsina,速度 vtE—BLvfI—R动态分析tF—BILta1,当安培力 F—mgsina 时，a—0,v 取大收尾状态运动形式匀速直线运动C 舖定研究对＞阖为帶叽 d 的重叠区，受力如在％区只受宓第一 个过釋 . 正离子在咼、K 的耋叠区做匀遠直鉞运动建糅第三令过琵力学特征。―00 取大 f—B2L电学特征I 恒定方法指导解决电磁感应中综合问题的一般思路是“先电后力再能量”．典例】虚 爲在洛伦掘力作囲下做匀速圆周运动Cj 丈程疔祈图 9－2－13A.2.5m/s1WC.7.5m/s9WB.5m/s1WD.15m/s9WODDMNDDDDDDDDDDDFiQ“mgcos 甸 mgsin 优QQFQmg(sin 甸“cos0)口 0.4NDQFFDBILDTD 刊 1ADDDEDI(RDRMN)D2VDDDDDDDDD祝 BLD5m/PDPR□D1WDDDDDD□B（2013・安徽卷，16）如图 9—2—13 所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为 37°，宽度为 0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为 1。•一导体棒MN 垂直于导轨放置，质量为 0.2kg，接入电路的电阻为 1。，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为 0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为 0.8T.将导体棒 MN 由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒 MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度 g取 10m/s2，sin37°=0.6）（）.解析答案 B即学即练如图 9—2—14 所示，质量 m1=0.1kg，电阻 R]=0.3Q,长度 l=0.4m 的导体棒 ab 横放在 U 型金属框架上.框架质量 m2=0.2kg，放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数“=0.2.相距 0.4m 的 MM'、NN'相互平行，电阻不计且足够长.电阻 R2=0.1Q 的 MN 垂直于 MM'.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应...