動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

一．單桿+電阻

二．轉(zhuǎn)動(dòng)桿+電阻

三．單桿+電容

四．雙桿+電阻

感生電動(dòng)勢(shì)

一．線圈+電阻

二．線圈+電容

三．線圈+動(dòng)桿

1.如圖所示，固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g。（導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)距離L內(nèi)，從牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、電路知識(shí)分析本題）

單桿+電阻模型

從受力角度探討，

（1）受力分析：重力、彈力、摩擦力、安培力。這是基礎(chǔ)步驟，此步錯(cuò)，基本就完蛋了。

（2）牛頓第二定律：

（3）安培力：

（4）閉合電路歐姆定律：

（5）法拉第電磁感應(yīng)定律：   是求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原始式，在此題中具體化為。

聯(lián)立合并得：

分析此式，v和a兩個(gè)變量，v增大，a減小，當(dāng)a減為零后，v達(dá)到最大值，位移L內(nèi)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)?？梢愿鶕?jù)已知量來計(jì)算最大速度。

從功能角度思考，做功的力有：重力、摩擦力、安培力。重力、摩擦力為恒力，安培力為變力。

動(dòng)能定理：

能量轉(zhuǎn)化角度：通過F做功外界將能量輸入了系統(tǒng)，系統(tǒng)總能量增加了：動(dòng)能、摩擦內(nèi)能、焦耳熱

解釋，電流雖然不恒定，但任意時(shí)刻通過兩電阻的電流相等。

2.在如圖甲所示的電路中，電阻R₁＝R₂＝2R，圓形金屬線圈半徑為r₁，線圈導(dǎo)線的電阻為R，半徑為r₂(r₂<r< span="">₁)的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示，圖線與橫、縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為t₀和B₀，其余導(dǎo)線的電阻不計(jì)，閉合S，至t₁時(shí)刻，電路中的電流已穩(wěn)定，求電容器所帶的電荷量。</r<>

右邊線圈看作是一電源，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)閉合電路歐姆定律求干路電流，根據(jù)歐姆定律求R₁兩端電壓，根據(jù)電容器知識(shí)求帶電量。

3.如圖所示，導(dǎo)體桿OQ在作用于OQ中點(diǎn)且垂直于OQ的力作用下，繞垂直線框平面過O點(diǎn)的軸沿半徑為r的光滑的半圓形框架在勻強(qiáng)磁場中以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于框架平面，AO間接有電阻R，其余電阻均不計(jì)，回路中的總電功率為P，求導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。

根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)切割求電動(dòng)勢(shì)，就轉(zhuǎn)變成單桿電阻模式。

4.如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L，質(zhì)量為m的金屬桿MN靜止垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌間接有一個(gè)電容為C的電容器，整個(gè)裝置處于垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻均不計(jì)?，F(xiàn)給金屬桿MN施加一水平向右的恒力F，使導(dǎo)線MN向右運(yùn)動(dòng)，電容器的耐壓值足夠大。分析：金屬桿MN的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

牛頓第二定律：

安培力：

電流的定義：；這是此題的一個(gè)難點(diǎn)。是平均值，牛頓第二定律具有瞬時(shí)性。此情景中，電流是電容器的充電電流。

電容器：

法拉第電磁感應(yīng)定律：  

電路知識(shí)：U=

聯(lián)立得，瞬時(shí)電流為：

5.如圖所示，兩光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為L，固定于一垂直于水平面的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MN導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，電阻為r，PQ導(dǎo)體棒的質(zhì)量為M，電阻為R，現(xiàn)給MN導(dǎo)體棒一個(gè)水平向右的恒力F，分析：兩導(dǎo)體棒穩(wěn)定后的運(yùn)動(dòng)情況。

力學(xué)角度列牛頓第二定律方程問題不大，關(guān)鍵是電流大小如何確定。將原始的平均電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)樗矔r(shí)電動(dòng)勢(shì)，再結(jié)合閉合電路歐姆定律求瞬時(shí)電流。

對(duì)MN，有； 

對(duì)PQ，有；   

；

a₁減??；a₂增大；但只要a₁還大于a₂，v₁-v₂就不斷增大。動(dòng)態(tài)變化，當(dāng)a₁等于a₂時(shí)，

v₁-v₂變?yōu)槎ㄖ?。達(dá)到“穩(wěn)定”狀態(tài)。

感生電動(dòng)勢(shì)于此類似，只是電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算有點(diǎn)不同，其他可以抄動(dòng)生的作業(yè)！