15 电磁感应中的单杆、双杆、含容和含源类问题（课件PPT）-【名师导航】2025年高考物理一轮微考点分层突破（通用版）

　电磁感应中的单杆、双杆、含容和含源类问题 第十一章　电磁感应 PART 04 复习目标 2 PART 高三物理一轮复习课件 1.会用电路知识和动力学知识分析电磁感应问题； 2.会用功能关系和能量守恒解决电磁感应中的能量问题． 2.会用电磁感应的知识解决电路中含容、含源类问题． 高三物理一轮复习课件 内容索引 NEIRONGSUOYIN 题型二　含容式单杆问题 题型三　无外力双杆问题 /////// /////// 题型四　有外力双杆问题 /////// 题型一　单杆问题 /////// 3 电动式 发电式 阻尼式 v0 F 一、单棒问题 运动特点 最终特征 a逐渐减小的减速运动 静止 a逐渐减小的加速运动 匀速 a逐渐减小的加速运动 匀速 基本模型 I=0 (或恒定) I 恒定 I=0 二、含容式单棒问题 放电式 无外力充电式 F 运动特点 最终特征 基本模型 v0 有外力充电式 a逐渐减小的加速运动 匀速运动 I＝0 a逐渐减小的减速运动 匀速运动 I＝0 匀加速运动 匀加速运动 I 恒定 三、无外力双棒问题 运动特点 最终特征 基本模型 v0 1 2 杆1做a渐小的加速运动 杆2做a渐小的减速运动 v1=v2 I＝0 无外力等距式 2 v0 1 杆1做a渐小的减速运动 杆2做a渐小的加速运动 无外力 不等距式 a＝0 I＝0 L1v1=L2v2 四、有外力双棒问题 1 2 F 运动特点 最终特征 基本模型 有外力 不等距式 杆1做a渐小的加速运动 杆2做a渐大的加速运动 a1≠a2 a1、a2恒定 I 恒定 F 1 2 杆1做a渐大的加速运动 杆2做a渐小的加速运动 a1=a2 Δv 恒定 I 恒定 有外力等距式 阻尼式单棒 1．电路特点 导体棒相当于电源。 2．安培力的特点 安培力为阻力，并随速度减小而减小。 3．加速度特点 加速度随速度减小而减小 v t O v0 4．运动特点 a减小的减速运动 5．最终状态 静止 6．三个规律 (1)能量关系： (2)动量关系： (3)瞬时加速度： 7．变化 (1)有摩擦 (2)磁场方向不沿竖直方向 阻尼式单棒 两式联立可求解位移x 练习：AB杆受一冲量作用后以初速度 v0=4m/s，沿水平面内的固定轨道运动，经一段时间后而停止。AB的质量为m=5g，导轨宽为L=0.4m，电阻为R=2Ω，其余的电阻不计，磁感强度B=0.5T，棒和导轨间的动摩擦因数为μ=0.4，测得杆从运动到停止的过程中通过导线的电量q=10－2C，求：上述过程中 (g取10m/s2) (1)AB杆运动的距离； (2)AB杆运动的时间； (3)当杆速度为2m/s时其 加速度为多大？ 发电式单棒 1．电路特点 导体棒相当于电源，当速度为v时，电动势E＝Blv 2．安培力的特点 安培力为阻力，并随速度增大而增大 3．加速度特点 加速度随速度增大而减小 4．运动特点 a减小的加速运动 t v O vm F为恒力 5．最终特征： 匀速运动 6．两个极值 (1) v=0时,有最大加速度： (2) a=0时,有最大速度： 发电式单棒 7．稳定后的能量转化规律 8．起动过程中的三个规律 (1)动量关系： (2)能量关系： (3)瞬时加速度： 是否成立？ 发电式单棒 问： 成立 9．几种变化 (3)拉力变化 (4) 导轨面变化（竖直或倾斜） (1) 电路变化 (2)磁场方向变化 F 加沿斜面恒力 通过定滑轮挂一重物 F F B F 若匀加速拉杆则F大小恒定吗？ 加一开关 发电式单棒 电容放电式： 1．电路特点 电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动。 2．电流的特点 电容器放电时，导体棒在安培力作用下开始运动，同时产生阻碍放电的反电动势，导致电流减小，直至电流为零，此时UC=Blv 3．运动特点 a渐小的加速运动，最终做匀速运动。 4．最终特征 但此时电容器带电量不为零 t v O vm 匀速运动 光滑 电容放电式： 5．最大速度vm 电容器充电量： v t O vm 放电结束时电量： 电容器放电电量： 对杆应用动量定理： 光滑 电容放电式： 6．达最大速度过程中的两个关系 安培力对导体棒的冲量： 安培力对导体棒做的功： 易错点：认为电容器最终带电量为零 光滑 电容无外力充电式 1．电路特点 导体棒相当于电源;电容器被充电. 2．电流的特点 3．运动特点 a渐小的减速运动，最终做匀速运动。 4．最终特征 但此时电容器带电量不为零 匀速运动 v0 v O t v 电容器被充电，UC渐大。 F安为阻力， 当Blv=UC时，I=0， F安=0，棒匀速运动。 棒减速, E减小， I感渐小。 有I感， 光滑 电容无外力充电式 5．最终速度 电容器充电量： 最终导体棒的感应电动势等于电容两端电压： 对杆应用动量定理： 光滑 无外力等距双棒 1．电路特点 棒2相当于电源;棒1受安培力而加速起动,运动后产生反电动势. 2．电流特点 随着棒2的减速、棒1的加速，两棒的相对速度v2-v1变小，回路中电流也变小。 v1=0时： 电流最大 v2=v1时： 电流　I＝0 光滑 无外力等距双棒 3．两棒的运动情况 安培力大小： 两棒的相对速度变小,感应电流变小,安培力变小. 棒1做加速度变小的加速运动 棒2做加速度变小的减速运动 v0 t v共 O v 最终两棒具有共同速度 光滑 无外力等距双棒 4．两个规律 (1)动量规律 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. (2)能量转化规律 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： 光滑 无外力等距双棒 5．流过某一截面的电量 光滑 可以求解两个导体棒缩近的距离！ 无外力不等距双棒 1．电路特点 棒1相当于电源;棒2受安培力而起动,运动后产生反电动势. 2．电流特点 随着棒1的减速、棒2的加速，回路中电流变小。 2 v0 1 最终当Bl1v1= Bl2v2时,电流为零,两棒都做匀速运动 光滑 无外力不等距双棒 3．两棒的运动情况 棒1加速度变小的减速,最终匀速; 2 v0 1 回路中电流为零 棒2加速度变小的加速,最终匀速. v0 v2 O t v v1 4．最终特征 5．动量规律 系统动量守恒吗？ 安培力不是内力 两棒合外力不为零 光滑 无外力不等距双棒 6．两棒最终速度 任一时刻两棒中电流相同，两棒受到的安培力大小之比为： 2 v0 1 整个过程中两棒所受安培力冲量大小之比 对棒1： 对棒2： 结合： 可得： 光滑 无外力不等距双棒 7．能量转化情况 系统动能电能内能 2 v0 1 8．流过某一截面的电量 光滑 有外力等距双棒 1．电路特点 棒2相当于电源;棒1受安培力而起动. 2．运动分析： 某时刻回路中电流： 最初阶段，a2>a1, F 1 2 棒1： 安培力大小： 棒2： 只要a2>a1, (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 光滑 有外力等距双棒 3．稳定时的速度差 F 1 2 v2 O t v v1 光滑 4．如果导体棒和水平金属导轨间的动摩擦因数均 为 ，又该如何分析呢？ 有外力不等距双棒 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： I恒定， FA恒定， 两棒匀加速！ 1 2 F 当　　　　　时 光滑 有外力不等距双棒 1 2 F 由 此时回路中电流为： （与两棒电阻无关） 光滑 电动式单棒 1．电路特点 导体为电动边，运动后产生反电动势（等效于电动机）。 2．安培力的特点 安培力为运动动力，并随速度增加而减小。 3．加速度特点 加速度随速度增大而减小 4．运动特点 a减小的加速运动 t v O vm 5．最终特征 匀速运动 6．两个极值 (1)最大加速度： (2)最大速度： v=0时,E反=0,电流、加速度最大 稳定时，速度最大，电流最小 电动式单棒 7．稳定后的能量转化规律 8．起动过程中的三个规律 (1)动量关系： (2)能量关系： (3)瞬时加速度： 还成立吗？ 电动式单棒 不成立！ 电流克服反电动势做功等于安培力做功，将电能转化为等量的机械能！ 非纯电阻电路中的欧姆定律表达式 9．几种变化 (1)导轨光滑或不光滑 (2)倾斜导轨 (3) 有初速度 (4)磁场方向变化 v0 B 电动式单棒 电容有外力充电式 1．电路特点（电阻忽略不计） 导体为发电边；电容器被充电。 2．三个基本关系（瞬间） F 导体棒受到的安培力为： 导体棒加速度可表示为： 回路中的电流可表示为: 瞬间有Uc=BLv ; F为恒力 电容有外力充电式 3．四个重要结论： v0 O t v F (1)导体棒做初速度为零匀加速运动： (2)回路中的电流恒定： (3)导体棒受安培力恒定： (4)导体棒克服安培力做的功等于电容器储存的电能： 证明 电容有外力充电式 4．几种变化： F (1)导轨不光滑 (2)恒力的提供方式不同 v0 v0 B v0 R B A F F F M N v0 v0 2 1 v0 2 1 v0 2 1 v0 2 1 v0 � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� $$