文档介绍：--------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________高中物理-电磁感应双滑杆问题电磁感应中的双杆运动问题江苏省特级教师戴儒京有关“电磁感应”问题,是物理的综合题,是高考的重点、热点和难点,往往为物理卷的压轴题。电磁感应中的“轨道”问题,较多见诸杂志,而电磁感应中的“双杆运动”问题的专门研究文章,在物理教学研究类杂志还很咸见,兹举例说明如下。,它们各有一边在同一水平内,另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度V1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速度V2向下匀速运动。重力加速度为g。+=【解析】因4个选项提出的问题皆不同,要逐一选项判断因为ab杆做匀速运动,所以受力平衡,有,其中,,,,所以,所以F=μmg+,A正确;因为cd杆在竖直方向做匀速运动,受力平衡,所以cd杆受摩擦力大小为,或者,因为cd杆所受安培力作为对轨道的压力,所以cd杆受摩擦力大小为,总之,B错误;因为只有ab杆产生动生电动势(cd杆运动不切割磁感线),所以回路中的电流强度为,C错误;根据B中和,得μ=,所以D正确。本题答案为AD。【点评】ab杆和cd杆两杆在同一个金属直角导轨上都做匀速运动,因为ab杆切割磁感线而cd杆不切割磁感线,所以感应电动势是其中一个杆产生的电动势,即,而不是,电流是,而不是。.(16分)如图11所示,在磁感应强度大小为B、方向垂直向上的匀强磁场中,有一上、下两层均与水平面平行的“U”型光滑金属导轨,在导轨面上各放一根完全相同的质量为的匀质金属杆和,开始时两根金属杆位于同一竖起面内且杆与轨道垂直。设两导轨面相距为H,导轨宽为L,导轨足够长且电阻不计,金属杆单位长度的电阻为r。现有一质量为的不带电小球以水平向右的速度撞击杆的中点,撞击后小球反弹落到下层面上的C点。C点与杆初始位置相距为S。求:(1)回路内感应电流的最大值;(2)整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量;(3)当杆与杆的速度比为时,受到的安培力大小。【解析】设撞击后小球反弹的速度为,金属杆的速度为,根据动量守恒定律,,①根据平抛运动的分解,有由以上2式解得②②代入①得③回路内感应电动势的最大值为,电阻为,所以回路内感应电流的最大值为。④(2)因为在安培力的作用下,金属杆做减速运动,金属杆做加速运动,当两杆速度大小相等时,回路内感应电流为0,根据能量守恒定律,⑤其中是两杆速度大小相等时的速度,根据动量守恒定律,,所以,代入⑤式得Q=⑥(3)设金属杆、速度大小分别为、,根据动量守恒定律,,又,所以,。金属杆、速度方向都向右,根据右手定则判断、产生的感应电动势在回路中方向相反,所以感应电动势为,电流为,安培力为,所以受到的安培力大小为F=。当然受到的安培力大小也如此,只不过方向相反。答案:16.(1)(2)Q=(3)F=【点评】金属杆、两杆在同一个金属U形导轨上都做变速运动,运动方向相同(都向右),同一时刻两杆都切割磁感线产生感应电动势,两个感应电动势在空间中的方向相同(都向外),但两个感应电动势在回路中的方向相反,所以总电动势是这两个电动势之差,即,电流是,方向为金属杆中感应电流的方向,因为比产生的感应电动势大,安培力是,方向都和速度方向相反(都向左)。.(18分)图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨,处在磁感强度B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在平面(纸面)向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的,距离为l1;c1d1段与c2d2段也是竖直的,距离为l2。x1y1与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆,质量分别为m1、m2,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆x1y1上竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时,已匀速向上运动,求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。【解析】(1)设x1y1与x2y2匀速向上运动的速度为,根据右手定则,x1y1与x2y2切割磁感线产生的感应电动势都向左,在回路中的方向相反,大小分别为和,因为,所以总电动势为,方向与x2y2产生的感应电动势相