小专题复习课 导体棒模型的问题分析 MYKONGLONG
(六) 导体棒模型的问题分析
O命题研究、 纵观近几年的高考试题,电磁学的导体棒问题出现频率很 高,且多为分值较大的计算题,其主要原因如下 1.导体棒问题是高中物理电磁学中常用的最典型的模型, 常综合多个物理高考知识点.所以这类题目是高考的热点 2.导体棒问题综合性强、类型繁多、物理过程复杂,有利 于综合考查学生运用所学的知识从多层面、多角度、全方位分 析问题和解决问题的能力 MYKONGLONG
纵观近几年的高考试题，电磁学的导体棒问题出现频率很 高，且多为分值较大的计算题，其主要原因如下： 1.导体棒问题是高中物理电磁学中常用的最典型的模型， 常综合多个物理高考知识点．所以这类题目是高考的热点 2.导体棒问题综合性强、类型繁多、物理过程复杂，有利 于综合考查学生运用所学的知识从多层面、多角度、全方位分 析问题和解决问题的能力
○专项突破 导体棒问题在磁场中大致可分为两类:一类是通电导体 棒,使之平衡或运动;另一类是导体棒运动切割磁感线生电 通电导体棒模型 通电导体棒模型,一般为平衡和运动两类,对于通电导体 棒的平衡问题,可利用物体的平衡条件来解答,而对于通电导 体棒的运动问题,则要结合牛顿运动定律、能量观点进行综合 分析,从而作出准确的解答. MYKONGLONG
导体棒问题在磁场中大致可分为两类：一类是通电导体 棒，使之平衡或运动；另一类是导体棒运动切割磁感线生电． 一、通电导体棒模型 通电导体棒模型，一般为平衡和运动两类，对于通电导体 棒的平衡问题，可利用物体的平衡条件来解答，而对于通电导 体棒的运动问题，则要结合牛顿运动定律、能量观点进行综合 分析，从而作出准确的解答
典例1】水平面上有电阻不计的U形导 轨NMPQ,它们之间的宽度为,M和P之M 间接入电动势为E的电源(不计内阻) 现垂直于导轨放置一根质量为皿,电阻P Q 为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大 小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示, 问 MYKONGLONG
【典例1】水平面上有电阻不计的U形导 轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之 间接入电动势为E的电源(不计内阻)． 现垂直于导轨放置一根质量为m，电阻 为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大 小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示， 问：
(1)求当ab棒静止时受到的支持力和摩擦力大小 (2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零, B的大小至少为多少?此时B的方向如何? MYKONGLONG
(1)求当ab棒静止时受到的支持力和摩擦力大小. (2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零， B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
深度剖析】(1)以棒ab为硏究对象,从b向a看侧枧图受力如 图所示 F安K+FN g MYKONGLONG
【深度剖析】(1)以棒ab为研究对象，从b向a看侧视图受力如 图所示
根据平衡条件得: 水平方向F=Fssn6 ① 竖直方向FN+F安cos6=mg 又 安= BIL-BL E R 联立①②O得:FN=mg BLEcose BLEsine R R MYKONGLONG
根据平衡条件得: 水平方向:Ff=F安sinθ ① 竖直方向:FN+F安cosθ=mg ② 又F安=BIL= ③ 联立①②③得:FN=mg- ， Ff= BLE R BLEcos R BLEsin R
(2)使ab棒受支持力为零,且让磁场最小,可知安培力竖直向上, 则有F安=mg b. LE 又F安= Manila=m R R 联立解得:Bmin=mg EL 根据左手定则判定磁场方向水平向右 答案:(1)mg BLEcose BlEsine R R (2)mg水平向右 EL MYKONGLONG
(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上, 则有F′安=mg 又F′安=BminIL= 联立解得:Bmin= 根据左手定则判定磁场方向水平向右. 答案:(1)mg- (2) 水平向右 B LE min R mgR EL BLEcos R BLEsin R mgR EL
二、棒生电模型 棒生电模型是电磁感应中的最典型的一类模型,生电方式 分为平动切割和转动切割.解决此类问题要从静态到动态、动 态到终态加以分析讨论,其中分析动态是关键.对于动态分 析,可从以下过程考虑:闭合电路中的磁通量发生变化→导体 产生感应电流→导体受安培力和其他力作用→导体加速度变化 速度变化→感应电流变化→周而复始地循环最后加速度减小 至零→速度达到最大→导体做匀速直线运动 MYKONGLONG
二、棒生电模型 棒生电模型是电磁感应中的最典型的一类模型，生电方式 分为平动切割和转动切割．解决此类问题要从静态到动态、动 态到终态加以分析讨论，其中分析动态是关键．对于动态分 析，可从以下过程考虑：闭合电路中的磁通量发生变化→导体 产生感应电流→导体受安培力和其他力作用→导体加速度变化 →速度变化→感应电流变化→周而复始地循环最后加速度减小 至零→速度达到最大→导体做匀速直线运动
电磁感应现象的实质是不同形式能量的转化过程,因此, 由功能观点切入,分清楚电磁感应过程中能量转化关系,往往 是解决电磁感应问题的关键,也是处理这类题型的有效途径 MYKONGLONG
电磁感应现象的实质是不同形式能量的转化过程，因此， 由功能观点切入，分清楚电磁感应过程中能量转化关系，往往 是解决电磁感应问题的关键，也是处理这类题型的有效途径