模型概述
1.模型特点
“杆+导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”,也是高考的热点,考查的知识点多,题目的综合性强,物理情景富于变化,是我们复****中的难点。“杆+导轨”模型又分为“单杆”型和“双杆”型;导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜;杆的运动状态可分为匀速运动、匀变速运动、非匀变速运动或转动等;磁场的状态可分为恒定不变、均匀变化和非均匀变化等等,情景复杂形式多变。
(1)单杆水平式
物理模型
匀强磁场与导轨垂直,磁感应强度为B,棒ab长为L,质量为m,初速度为零,拉力恒为F,水平导轨光滑,除电阻R外,其他电阻不计
2.模型分类
动态分析
收尾状态
运动形式
t匀速直线运动
力学特征
a=0 v恒定不变
电学特征
I恒定
(2)单杆倾斜式
物理模型
匀强磁场与导轨垂直,磁感应强度为B,导轨间距L,导体棒质量m,电阻R,导轨光滑,电阻不计
收尾状态
运动形式
匀速直线运动
力学特征
电学特征
I恒定
[典例] (2012·广东高考)如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,左侧是水平放置、间距为d的平行金属板,R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻。
(1)调节Rx=R,释放导体
棒,当棒沿导轨匀速下滑时,
求通过棒的电流I及棒的速率v。
(2)改变Rx,待棒沿导轨再次匀
速下滑后,将质量为m、带电量为
+q的微粒水平射入金属板间,若它
能匀速通过,求此时的Rx。
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