BFNFmgfBmR1图专题:电磁感应导体棒问题电磁感应导体棒问题涉及力学、功能关系、电磁学等一系列基本概念、基本规律和科学思维方法。分清不同性质的导轨,熟悉各种导轨中导体的运动性质、能量转化特点和极值规律,对于吃透基本概念,掌握基本规律,提高科学思维和综合分析能力,具有重要的意义。主干知识一、发电式导轨的基本特点和规律如图 1 所示,间距为 l 的平行导轨与电阻 R 相连,整个装置处在大小为 B、垂直导轨平面向上的匀强磁场中,质量为 m、电阻为 r 的导体从静止开始沿导轨滑下,已知导体与导轨的动摩擦因数为μ。求:棒下滑的最大速度.1、 电路特点 导体为发电边,与电源等效,当导体的速度为 v 时,其中的电动势为 E=Blv2、 安培力的特点 安培力为运动阻力,并随速度按正比规律增大。FB=BIl=3、 加速度特点 加速度随速度增大而减小,导体做加速度减小的加速运动4、 两个极值的规律 当 v=0 时,FB=0,加速度最大为 am=g(sinθ-μcosθ) 当 a=0 时,ΣF=0,速度最大,根据平衡条件有mgsinθ=μmgcosθ+ 所以,最大速度为 :5、 匀速运动时能量转化规律当导体以最大速度匀速运动时,重力的机械功率等于安培力功率(即电功率)和摩擦力功率之和,并均达到最大值。PG=PF+Pf 当 μ=0 时,重力的机械功率就等于安培力功率,也等于电功率,这是发电导轨在匀速运动过程中,最基本的能量转化和守恒规律。 mgvmsinθ=Fmvm=ImEm1hBMBF反ErE,BFMvmmvmRfaRbeBdcrfaRbeBdcrfaRbeBdcr例 1、如图所示,两根平行金属导轨 abcd,固定在同一水平面上,磁感应强度为 B 的匀强磁场与导轨所在的平面垂直,导轨的电阻可忽略不计。一阻值为R 的电阻接在导轨的 bc 端。在导轨上放一根质量为 m ,长为 L,电阻为 r 的导体棒 ef,它可在导轨上无摩擦滑动,滑动过程中与导轨接触良好并保持垂直。 (1)若导体棒从静止开始受一恒定的水平外力 F 的作用求:导体棒获得的最大速度时,ef 的位移为 S,整个过程中回路产生的焦耳热。(2)若金属棒ef 在受到平行于导轨,功率恒为 P 的水平外力作用下从静止开始运动。求:金属棒 ef 的速度为最大值一半时的加速度 a。二、双动式综合导轨的基本特点和规律如图所示,宽为 l 的光滑平行导轨的水平部分处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。质量为 m、电阻为 r的导体从高 h 处由静止开始滑下,而且与原来静止在水平轨道上质量为 M、电阻为 R 的导体...