亲爱的高中物理同学,你们觉得还需要更典型的电磁感应例子吗? 特别是,有单极和双极模型的典型示例。 今天我们就一起来回顾一下吧。
电磁感应双杆型号
如图所示,垂直平面内有两组平行的光滑金属轨道,无论阻力如何,都足够长,宽度L=0.5m。 顶部连接一个阻值为R=1Ω的定值电阻。 虚线下方的区域在纸张垂直方向上的磁感应强度B=2T为均匀磁场。 两个相同的金属杆1和2搁置在导轨上。 金属杆的长度与导轨的宽度相同,与导轨接触良好。 电阻为r=0.5Ω。 将金属棒1固定在磁场上边缘(依然在这里(磁场内部)法拉第电磁感应原理,金属棒2从磁场边界上方h=0.8m处释放,进入磁场后匀速运动(g取10m/s):
(1)金属棒的质量m;
(2)如果金属棒2在磁场边界上方h=0.2m处从静止状态释放,进入磁场并下降一定距离,然后以恒定速度移动。 在金属棒2加速过程中,整个电路产生1.4J的电热。 求此过程中流经电阻R的电荷量q;
(3) 如果金属棒 2 在磁场边界上方 hh = 0.2m 处仍从静止状态释放,则金属棒 1 在金属棒 2 进入磁场的同时被释放。 尝试找出两根金属棒的最大速度。
分析:
(1)运动过程:本题采用电磁感应双杆基本模型,但三题对应三种运动情况。
第一个问题是直接固定金属棒1,金属棒2在磁场边界上方h=0.8m处从静止状态释放。 此时做自由落体运动,机械能守恒; 金属棒2进入磁场后就匀速运动。
等效电路图1
在第二个问题中,金属棒1仍然固定,金属棒2在磁场边界上方h=0.2m处从静止状态释放。 此时,它进行自由落体运动,机械能守恒。 金属棒2进入磁场后,做加速度减小的加速运动并下落。 一定距离后,以匀速移动。
电磁感应双杆型号
第三个问题是金属棒2在磁场边界上方h=0.2m处从静止状态释放。 此时,它进行自由落体运动,机械能守恒。 当金属棒2进入磁场时,金属棒1同时释放。 此时,金属棒2加速。 金属棒1也随着加速度减小而加速运动,最后以匀速(不同速度)做直线运动。
电磁感应双杆型号
(2)本题涉及知识点:
电磁感应中的楞次定律、法拉第电磁感应定律、单双杆模型、机械能守恒定律、牛顿定律、力分析、两力平衡、闭路欧姆定律、电荷量公式。
(3)本题隐含条件:
电磁感应中的单双杆模型受到恒定的外力,最终状态多为匀速。 这种力-动-电,动-电-力,逻辑分析思维模式至关重要。 以后我也会写一篇这样的文章。
等效电路图2
回答流程:
(1)金属棒2在磁场边界上方h=0.8m处从静止状态释放法拉第电磁感应原理,直至刚进入磁场。 设刚进入时的速度为V,根据机械能守恒定律,可得
电磁感应双杆型号
来自法拉第电磁感应定律和欧姆闭路定律
根据法拉第电磁感应定律和闭路欧姆定律
此时,金属棒2在磁场中以匀速直线运动。 根据机械平衡方程,我们得到
机械平衡方程
(2)金属棒2在磁场边界上方h=0.2m处从静止状态释放,直至刚进入磁场。 设刚进入时的速度为V,根据机械能守恒定律,可得
机械能守恒定律
假设金属棒2从进入磁场到匀速下落的高度为h。 由于金属棒2最终做匀速直线运动,所以匀速时的速度也等于V。根据能量守恒定律,我们得到
能源守恒定律
来自法拉第电磁感应定律和欧姆闭路定律
闭路欧姆定律
由电荷量公式,结合上述公式,可得

电荷公式
(3)当金属棒2进入磁场时,金属棒1同时释放,双棒,双电源。 设金属棒1的最终速度为V',金属棒2的最终速度为V,则电路中的总电动势和合成电流为
合成电动势和合成电流
金属棒1和金属棒2施加的安培力为
电磁感应平衡方程
对于金属棒1和金属棒2的受力分析,由牛顿第二定律得到加速度。
牛顿第二定律
运动是等时的并且加速度相等。 据观察:
电磁感应
总结:
(1)关于电磁感应的综合题,尤其是单双杆模型,会经常用到感应电动势公式、闭路欧姆定律公式、电荷量公式、安培力对应的机械平衡方程、能量守恒、动量定理、一些二级结论需要经常学习和使用,并且经常使用。
(2)电磁感应综合题几乎可以综合高中物理的全部基础知识。 因此,想要检查自己知识不足的地方的同学不妨多考一些电磁感应方面的综合题。
盛开的花朵
写在最后,祝愿每一位学物理、热爱科学的人前程似锦!
洛伦兹力做功并引起匀速直线运动; 洛伦兹力不做功并引起匀速圆周运动。
高考物理,刷新一下动量定理和电磁感应相结合的题英语作文,思维升级很有必要。
高考物理中动量守恒定律、能量守恒定律就是这样运用的,思维升级了。
