高考物理 模型系列之算法模型 专题14 电磁导轨模型（1）学案-人教版高三全册物理学案

专题 14 电磁导轨模型（1）模型界定本模型是指导体棒在导轨上相对磁场滑动以及磁场变化时所涉及的各类问题.具体来说,从导体棒的数目上来划分,包括单棒与双棒;从导体棒受力情况来划分,包括除安培力外不受其它力的、其它力为恒力的、其它力为变力的;从导体棒的运动性质来划分,包括匀速运动的、匀变速运动的、变加速运动的;从组成回路的器材来划分,包括电阻与导体棒、电源与导体棒、电容与导体棒;从导轨的位置划分,包括水平放置、倾斜放置与竖直放置;从导轨形状来划分,包括平行等间距直导轨、平行不等间距直导轨及其它形状导轨;从磁场情况来划分,包括恒定的静止磁场、恒定的运动磁场、随时间变化的磁场、随空间变化的磁场等.模型破解1.三个考查角度(i)力电角度：与“导体单棒”组成的闭合回路中的磁通量发生变化→导体棒产生感应电动势→感应电流→导体棒受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，循环结束时加速度等于零或恒定，导体棒达到稳定运动状态。(ii)电学角度：判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源）→利用或求感应电动势的大小→利用右手定则或楞次定律判断电流方向→分析电路结构→画等效电路图(iii)力能角度：电磁感应现象中，当外力克服安培力做功时，就有其他形式的能转化为电能；当安培力做正功时，就有电能转化为其他形式的能。2.五类方程(i)动力学方程(此式是矢量表达式,注意方向)(ii)电学方程闭合电路欧姆定律:对于电容器:(iii)电量方程(要求 I 是平均值)(要求电路中无外加电源也无电容)(要求回路中只有导体棒切割产生的动生电动势)(iv)动量方程动量定理:(替代方程:)动量守恒:(替代方程:与)(v)能量方程焦耳定律:(要求 I 是有效值)功能关系:能量守恒:其中(i)(ii)类方程常用来联立分析滑杆的收尾速度，某一速度下的加速度或某一加速的速度,临界状态及条件.(iii)(iv)(v)类方程能将位移、时间相联系，可用来求解电量、能量、时间、位移等问题,收尾速度也可从稳定状态下能量转化与守恒的角度求解.例 1.(电阻电容与电源)在下图甲、乙、丙中，除导体棒 ab 可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器 C 原来不带电.设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于垂直水平面方向（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长.现给导体棒 ab 一个向右的初速度 v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒 ab 的最终运动状态是A.三种情形下导体棒...