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(共24张PPT)
梁宁 内蒙古师范大学
专题：电磁感应中的双杆问题
人教版(2019年)高中物理选择性必修第二册
第二章 电磁感应
物理也疯狂
目录
无外力等距
01.
有外力等距
02.
无外力不等距
03.
有外力不等距
04.
无外力等距
01.
1．电路特点：杆2相当于电源；杆2的安培力为阻力；
杆1受安培力为动力，运动后产生反电动势。
2．电流特点：
3．安培力特点：
v0
1
2
杆2减速、杆1加速，两棒的相对速度v2-v1变小，回路中电流变小。
无外力等距
01.
5．两杆的运动特点：
杆1做加速度减小的加速运动；
杆2做加速度减小的减速运动，直至共速。
v0
t
v共
O
v
4．加速度特点：加速度减小
6．最终状态：
两杆共同做匀速直线运动
无外力等距
01.
加速度最大时（电流最大）：
7．加速度与电流极值：
加速度最小时（电流最小）：
无外力等距
01.
2.电荷量
1.共速时速度
两棒受到安培力大小相等方向相反，
系统合外力为零，系统动量守恒。
v0
1
2
无外力等距
01.
3.相对位移
v0
1
2
无外力等距
01.
系统机械能的减小量等于内能的增加量。
（类似于完全非弹性碰撞）
两棒产生焦耳热之比：
v0
1
2
无外力等距
01.
v
v
0
0
1
1
2
2
初速度的提供方式不同
磁场方向与导轨不垂直
两棒都有初速度
两棒位于不同磁场中
无外力等距
01.
无限长的平行金属轨道M、N，相距L=0.5m，且水平放置；金属棒b和c可在轨道上无摩擦地滑动，两金属棒的质量mb=mc=0.1kg，电阻Rb=RC=1 ，轨道的电阻不计．整个装置放在磁感强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向与轨道平面垂直(如图)．若使b棒以初速度v0=10m/s开始向右运动，求：
(1)c棒的最大加速度；
(2)c棒的最大速度。
B
M
c
b
N
无外力等距
01.
【参考答案】AC
(多选)(2019·全国卷Ⅲ·19)如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上.t＝0时，棒ab以初速度v0向右滑动.运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示.下列图像中可能正确的是（ ）
无外力等距
02.
1．电路特点:
杆2相当于电源，其安培力为阻力；杆1安培力为动力。
2．运动分析：
最初阶段，a2>a1,
杆1：
杆2：
(v2-v1)
I
FA
a1
a2
当a2＝a1时
v2-v1恒定
I恒定
FA恒定
两棒匀加速
杆1做加速度增大的加速运动，杆2做加速度减小的加速运动。
F
1
2
无外力等距
02.
3．稳定时的速度差
v2
O
t
v
v1
无外力等距
02.
(多选)(2020·全国卷Ⅰ·21)如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直.ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略.一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行.经过一段时间后
A.金属框的速度大小趋于恒定值
B.金属框的加速度大小趋于恒定值
C.导体棒所受安培力的大小趋于恒定值
D.导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值
【参考答案】BC
无外力不等距
03.
1．电路特点：
杆1相当于电源；其安培力为阻力。
杆2安培力为动力，运动后产生反电动势。
2．电流特点：
随着杆1的减速、杆2的加速，回路中电流变小。
最终当Bl1v1= Bl2v2时，电流为零。
3．安培力的特点：
随电流的减小而减小
4．加速度的特点：
加速度先减小后不变。
2
v0
1
无外力不等距
03.
6．最终特点：
最终当Bl1v1= Bl2v2时，电流为零，安培力为零，加速度为零，两杆匀速。
O
t
v
v0
v2
v1
杆1做加速度变小的减速运动，最终匀速;
杆2做加速度变小的加速运动，最终匀速.
5．两棒的运动情况：
无外力不等距
03.
1.两杆最终速度：
整个过程中两杆动量不守恒，根据动量定理得：
此时，电流为零，则
2
v0
1
无外力不等距
03.
根据能量转化情况，系统部分动能 电能 内能
2.流过某一截面的电量
3.能量观点
2
v0
1
无外力不等距
03.


有外力不等距
04.
1.运动分析：
某时刻两棒速度分别为v1、 v2，加速度分别为a1、a2
此时回路中电流为：
经极短时间t后其速度分别为：
两棒匀加速！
当　　　　　时
2
F
1
有外力不等距
04.
由
此时回路中电流为：
（与两棒电阻无关）
得
有外力不等距
04.
【参考答案】AC

配套习题
05.

配套习题
05.

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