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高中物理之導體棒切割磁感線雙桿模型——不等距無拉力

更新時間:2024-01-08 文章作者: 信息來源: 閱讀次數:


情景,足夠長的光滑平行金屬直導軌固定在水平面上,左右導軌間距不相等,如下圖所示,質量相等的兩平行金屬棒ab、cd放置在導軌上,現給ab棒水平初速度Vo。dbQ物理好資源網(原物理ok網)

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兩金屬棒的受力分析dbQ物理好資源網(原物理ok網)

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兩金屬棒組成回路的等效電路圖dbQ物理好資源網(原物理ok網)

從運動到穩定的過程dbQ物理好資源網(原物理ok網)

開始運動時,ab棒的速度大于cd棒的速度,在安培力的作用下,ab棒做減速,cd棒做加速;通過上面的等效電路圖可知,ab棒減速,cd棒加速,會使電路中的總電動勢減小,即總電流會減小,當兩棒產生的電動勢大小相等時,此時電路中總電動勢為零,總電流也為零,ab棒和cd棒就不會受到安培力作用,兩棒所受合外力為零,將做勻速直線運動。dbQ物理好資源網(原物理ok網)

總結運動規律:主動棒(ab棒)先減速后勻速。從動棒(cd棒)先加速后勻速。當兩棒產生的電動勢大小相等時(兩棒圍成的閉合回路面積不變),回路中電流為零,達到穩定。dbQ物理好資源網(原物理ok網)


高中物理之導體棒切割磁感線雙桿模型例題dbQ物理好資源網(原物理ok網)

1、如圖所示,光滑導軌EF,GH 等高平行放置,EG間寬度為FH 間寬度的3倍,導軌右側水平且處于豎直向上的勻強磁場中,左側呈弧形升高。ab,cd是質量均為m的金屬棒,現讓ab 從離水平軌道h高處由靜止下滑,設導軌足夠長。試求:dbQ物理好資源網(原物理ok網)

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(1)ab,cd棒的最終速度;dbQ物理好資源網(原物理ok網)

(2)全過程中感應電流產生的焦耳熱。dbQ物理好資源網(原物理ok網)

解析:ab棒在弧形軌道上運動時,只有重力做功。ab棒進入水平軌道后,兩棒無拉力,主動棒ab減速,從動棒cd加速,當兩棒產生的電動勢相等時,兩棒都勻速。dbQ物理好資源網(原物理ok網)

(1)設ab,cd棒的長度分別為3L和L,磁感強度為B,ab棒進入水平軌道的速度為V0,對于ab棒金屬棒下落h過程應用動能定理:dbQ物理好資源網(原物理ok網)

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