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    棒生电类型是电磁感应中的最典型模型.生电方式分为平动切割和转动切割.其模型可分为单导棒和双导棒．要从静态到动态.动态到终态加以分析讨论.其分析动态是关键．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．我们知道.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.往往是我们解决电磁感应问题的关键.当然也是我们处理这类题型的有效途径．1.单导棒问题 例1:如图所示.一对平行光滑轨道放置在水平面上.两轨道间距L=0.20m.电阻R=1.0Ω,有一导棒静止地放在轨道上.与两轨道垂直.棒及轨道的电阻皆可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中.磁场方向垂直轨道面向下．现用一外力F沿轨道方向拉棒.使之做匀加速运动.测得力F与时间t的关系如图所示．求棒的质量m和加速度a． 分析和解:此题主要用来考查学生对基本公式掌握的情况.是否能熟练将力电关系式综合在一起.再根据图象得出其a和m值．从图中找出有用的隐含条件是解答本题的关键． 解法一:导棒在轨道上做匀加速直线运动.用v表示其速度.t表示时间.则有v=at ①.棒切割磁感线.产生感应电动势②.在棒.轨道和电阻的闭合电路中产生感应电流③.杆所受安培力FB=BIL ④.再由牛顿第二定律∑F=ma故F–FB=ma ⑤.联立求解①~⑤式得⑥．在图线上取两点代入⑥式.可得a=10m/s2.m=0.1kg． 解法二:从F–t图线可建立方程 F=1+0.1t ①.棒受拉力F和安培力FB作用.做匀加速直线运动.其合力不随时间t变化.并考虑初始状态FB=0.因而FB的大小为FB=0.1t ②.再由牛顿第二定律:∑F=ma有F–FB=ma ③.联立①②③可得ma=1 ④．又∵FB=BIL ⑤.而⑥.⑦.联立⑤⑥⑦得⑧.而v=at.故⑨.②/⑨得:⑩.再由④与⑩式得． 评析:解法一采用了物理思维方法.即用力学的观点.再结合其F-t图象将其所求答案一一得出．解法二则采用了数学思维方法.先从F-t图象中建立起相应的直线方程.再根据力学等知识一一求得.此解法不落窠臼.有一定的创新精神．我们认为.此题不愧为电磁学中的经典习题.给人太多的启发.的确是一道选拔优秀人才的好题． 例2:如图所示.两根竖直放置在绝缘地面上的金属框架上端接有一电容量为C的电容器.框架上有一质量为m.长为L的金属棒.平行于地面放置.与框架接触良好且无摩擦.棒离地面的高度为h.磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直.开始时电容器不带电.将棒由静止释放.问棒落地时的速度多大?落地时间多长? 分析和解:此题主要用来考查考生对匀变速直线运动的理解.这种将其电容和导棒有机地综合在一起.使之成为一种新的题型．从另一个侧面来寻找电流的关系式.更有一种突破常规思维的创新.因而此题很具有代表性． 经分析.导棒在重力作用下下落.下落的同时产生了感应电动势．由于电容器的存在.在棒上产生充电电流.棒将受安培力的作用.因此.棒在重力作用和安培力的合力作用下向下运动.由牛顿第二定律∑F=ma.得故mg–FB=ma ①.FB=BiL ②． 由于棒做加速运动.故v.a.ε.FB均为同一时刻的瞬时值.与此对应电容器上瞬时电量为Q=C·ε.而ε=BLv．设在时间△t内.棒上电动势的变化量为△ε.电容器上电量的增加量为△Q.显然△ε=BL△v ③.△Q=C·△ε ④.再根据电流的定义式⑤. ⑤′.联立①~⑤′得:⑥ 由⑥式可知.a与运动时间无关.且是一个恒量.故棒做初速度为零的匀加速直线运动.其落地速度为v.则⑦.将⑥代入⑦得:⑧.落地时间可由.得.将⑥代入上式得． 评析:本题应用了微元法求出△Q与△v的关系.又利用电流和加速度的定义式.使电流i和加速度a有机地整合在一起来求解.给人一种耳目一新的感觉．读后使人颇受启示． 例:如图所示.倾角为θ=30°.宽度为L=1m的足够长的U型平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T.在范围充分大的匀强磁场中.磁场方向垂直导轨平面斜向上.现用平行导轨.功率恒为6w的牵引力F.牵引一根质量m=0.2kg.电阻R=1Ω放在导轨上的导棒ab.由静止沿导轨向上移动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直)．当金属导棒ab移动S=2.8m时.获得稳定速度.在此过程中金属导棒产生的热量为Q=5.8J(不计导轨电阻及一切摩擦.g取10m/s2) 问(1)导棒达到稳定速度是多大? (2)导棒从静止达到稳定速度所需时间是多少? 分析和解:此题主要用来考查考生是否能熟练运用力的平衡条件和能量守恒定律来巧解此题． 当金属导棒匀速沿斜面上升有稳定速度v时.导棒受力如图所示.由力的平衡条件∑F=0.则F–mgsinθ–FB=0 ①.FB=BIL ②.③.ε=BLv ④.又∵F=P/v ⑤.由①②③④⑤可得.整理得.代入有关数据得.解得v=2m/s.v=–3m/s． (2)由能量转化和守恒.代入数据可得t=1.5s． 评析:此题较一般电磁感应类型题更能体现能量转化和守恒过程.因此.在分析和研究电磁感应中的导棒问题时.从能量观点去着手求解.往往更能触及该问题的本质.当然也是处理此类问题的关键和一把金钥匙． 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    关于电磁感应，下列说法正确的是（　　）

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    发现电磁感应规律是人类在电磁学研究中的伟大成就．在取得这项伟大成就的过程中，法国物理学家安培、瑞士人科拉顿、英国物理学家法拉第等人前后进行了多年的研究．在这项研究的众多工作中，其中有两个重要环节：
    （1）研究者敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想；
    （2）大量实验发现：磁场中闭合电路包围的面积发生变化，从闭合线圈中抽出或者插入条形磁铁等多种条件下，闭合电路中有感应电流，最终研究者抓住产生感应电流条件的共同本质，总结出闭合电路中产生感应电流的条件是磁通量发生变化．下列说法正确的是（　　）

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    发现电磁感应规律是人类在电磁学研究中的伟大成就．在取得这项伟大成就的过程中，法国物理学家安培、瑞士人科拉顿、英国物理学家法拉第等人前后进行了多年的研究．在这项研究的众多工作中，其中有两个重要环节：
    （1）研究者敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想；
    （2）大量实验发现：磁场中闭合电路包围的面积发生变化，从闭合线圈中抽出或者插入条形磁铁等多种条件下，闭合电路中有感应电流，最终研究者抓住产生感应电流条件的共同本质，总结出闭合电路中产生感应电流的条件是磁通量发生变化．下列说法正确的是（ ）
    A．环节（1）提出“磁生电”思想是受到了电流磁效应的启发
    B．环节（1）提出“磁生电”思想是为了对已有的实验现象做出解释
    C．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路所处的磁场一定发生了变化
    D．环节（2）的研究过程，体现了从大量的实验现象和事实出发，总结出一般规律的研究方法

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    .到了18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，一些科学家相信电与磁之间存在着某种联系，经过艰苦细致地分析、试验，          发现了电生磁，即电流的磁效应；           发现了磁生电，即电磁感应现象。

     

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    .到了18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，一些科学家相信电与磁之间存在着某种联系，经过艰苦细致地分析、试验，          发现了电生磁，即电流的磁效应；          发现了磁生电，即电磁感应现象。

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