电磁学中的单杆+电阻+导轨四种模型

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  模型一(v0≠0) 模型二(v0=0) 模型三(v0=0) 模型四(v0=0)
说明 cd以一定初速度v0在光滑水平轨道上滑动,质量为m,电阻不计,两导轨间距为L 轨道水平光滑,杆cd质量为m,电阻不计,两导轨间距为L,拉力F恒定 倾斜轨道光滑,倾角为α,杆cd质量为m,两导轨间距为L 竖直轨道光滑,杆cd质量为m,两导轨间距为L
示意图
力学观点 杆以速度v切割磁感线产生感应电动势EBLv,电流IBLv/R,安培力FBILB²L²v/R。杆做减速运动:v↓⇒F↓⇒a↓,当v=0时,a=0,杆保持静止 开始时a=F/m,杆cd速度v↑⇒感应电动势EBLv↑⇒I↑⇒安培力FBIL↑,由FFmaa↓,当a=0时,v最大,vm=FR/B²L² 开始时agsin α,杆cd速度v↑⇒感应电动势EBLv↑⇒I↑⇒安培力FBIL↑,由mgsin αFmaa↓,当a=0时,v最大,vm=mgRsinθ/B²L² 开始时ag,杆cd速度v↑⇒感应电动势EBLv↑⇒I↑⇒安培力FBIL↑,由mgFmaa↓,当a=0时,v最大,vm=mgR/B²L²
图像观点
能量观点 动能全部转化为内能:Q=½mv02 F做的功一部分转化为杆的动能,一部分转化为内能:WFQ+½mvm2 重力做的功(或减少的重力势能)一部分转化为杆的动能,一部分转化为内能:WGQ+½mvm2 重力做的功(或减少的重力势能)一部分转化为杆的动能,一部分转化为内能:WGQ+½mvm2

高中物理之导体棒切割磁感线双杆模型——不等距无拉力


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