模型一(v0≠0) | 模型二(v0=0) | 模型三(v0=0) | 模型四(v0=0) | |
说明 | 杆cd以一定初速度v0在光滑水平轨道上滑动,质量为m,电阻不计,两导轨间距为L | 轨道水平光滑,杆cd质量为m,电阻不计,两导轨间距为L,拉力F恒定 | 倾斜轨道光滑,倾角为α,杆cd质量为m,两导轨间距为L | 竖直轨道光滑,杆cd质量为m,两导轨间距为L |
示意图 | ||||
力学观点 | 杆以速度v切割磁感线产生感应电动势E=BLv,电流I=BLv/R,安培力F=BIL=B²L²v/R。杆做减速运动:v↓⇒F↓⇒a↓,当v=0时,a=0,杆保持静止 | 开始时a=F/m,杆cd速度v↑⇒感应电动势E=BLv↑⇒I↑⇒安培力F安=BIL↑,由F-F安=ma知a↓,当a=0时,v最大,vm=FR/B²L² | 开始时a=gsin α,杆cd速度v↑⇒感应电动势E=BLv↑⇒I↑⇒安培力F安=BIL↑,由mgsin α-F安=ma知a↓,当a=0时,v最大,vm=mgRsinθ/B²L² | 开始时a=g,杆cd速度v↑⇒感应电动势E=BLv↑⇒I↑⇒安培力F安=BIL↑,由mg-F安=ma知a↓,当a=0时,v最大,vm=mgR/B²L² |
图像观点 | ||||
能量观点 | 动能全部转化为内能:Q=½mv02 | F做的功一部分转化为杆的动能,一部分转化为内能:WF=Q+½mvm2 | 重力做的功(或减少的重力势能)一部分转化为杆的动能,一部分转化为内能:WG=Q+½mvm2 | 重力做的功(或减少的重力势能)一部分转化为杆的动能,一部分转化为内能:WG=Q+½mvm2 |
高中物理之导体棒切割磁感线双杆模型——不等距无拉力