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1、 l對桿在導軌上運動組成的系統(tǒng)，桿在運動中切割磁感線產生感應電動勢，并受到安培力的作用改變運動狀態(tài)最終達到穩(wěn)定的運動狀態(tài)，該系統(tǒng)稱為“桿導軌”模型“桿導軌”模型中桿有單桿和雙桿之分，導軌可分為水平、豎直、傾斜導軌l求解此類問題的關鍵有三點：l 1電路結構分析l分析電路結構找出電源；用電器及其參數(shù) l 2動力學分析l (1)受力分析：桿一般會受到重力、支持力、摩擦力、拉力、安培力，確定哪些力為變力，哪些力為恒力，按效果把力分為動力和阻力(必要時使用力的合成與分解)l (2)動態(tài)分析：由牛頓第二定律確定加速度的表達式，結合初速度判斷桿是加速還是減速，按照下面模式分析： l 直至確定收尾狀態(tài)l (3
2、)常見收尾狀態(tài)：l靜止；勻速直線運動；勻加速直線運動 l 3能量分析l動能定理EkEkW安W其他力；l棒的動能、電路中的電能、其他能的轉化與守恒 l 典例1(2015上海黃浦區(qū)質檢)(多選)水平固定放置的足夠長的U形金屬導軌處于豎直向上的勻強磁場中，如圖所示，在導軌上放著金屬棒ab，開始時ab棒以水平初速度v0向右運動，最后靜止在導軌上，就導軌光滑和粗糙兩種情況比較，這個過程()l A產生的總內能相等l B通過ab棒的電荷量相等l C電流所做的功相等 l D安培力對ab棒所做的功不相等 l 答案AD l 典例2如圖所示，兩平行光滑的金屬導軌MN、PQ固定在水平面上，間距為L，處于豎直方向的磁場
3、中，整個磁場由若干個寬度皆為d的條形勻強磁場區(qū)域1、2、3、4組成，磁感應強度B1、B2的方向相反，大小相等，即B1B2B導軌左端M、P間接一電阻R，質量為m、電阻為r的細導體棒ab垂直放置在導軌上，與導軌接觸良好，不計導軌的電阻現(xiàn)對棒ab施加水平向右的拉力，使其從區(qū)域1磁場左邊界位置開始以速度v0向右做勻速直線運動并穿越n個磁場區(qū)域 l (1)求棒ab穿越區(qū)域1磁場的過程中電阻R上產生的焦耳熱Q；l (2)求棒ab穿越n個磁場區(qū)域的過程中拉力對棒ab所做的功W；l (3)規(guī)定棒ab中從a到b的電流方向為正，畫出上述過程中通過棒ab的電流I隨時間t變化的圖象 l 典例3相距為L2 m的足夠長的
4、金屬直角導軌如圖甲所示放置，它們各有一邊在同一水平面內，另一邊垂直于水平面質量均為m0.1 kg 的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路，細桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為0.5，導軌電阻不計，細桿ab、cd電阻分別為R10.6 ，R2 0.4 .整個裝置處于磁感應強度大小為B0.50 T、方向豎直向上的勻強磁場中當ab在平行于水平導軌的拉力F作用下從靜止開始沿導軌勻加速運動時，cd桿也同時從靜止開始沿導軌向下運動測得拉力F與時間t的關系如圖乙所示(取g10 m /s 2) l 解題指導l 1ab棒向右做勻加速直線運動，切割磁感線，產生電動勢，相當于電源l 2cd桿向下運動，不切割磁感線，不產生電動勢，是外電路，但受安培力 l 答案(1)10 m /s2(2)2 m /s(3)2.94 J
電磁感應中的“桿+導軌”模型
