前面我们把单个导体棒的问题做了一个比较细致的阐述,从今天开始我们再来看更复杂一点的双导体棒的相关问题。首先看第一种模型。

高考物理导体棒在磁场中怎么保持(高考中的电磁感应)(1)

无外力等距双棒 ,如上图所示导体棒1(电阻R1)和导体棒2(电阻R2),在金属框架的长度相等(这就是所谓的等距),此时给导体棒2一个初速度v0,那么后续两个导体棒的运动状态如何?

解析:导体棒2向右运动产生动生电动势,由于双棒组成闭合回路,就有感应电流产生,且安培力阻碍其运动,导体棒1因为有了电流就会在安培力的作用下向右运动,导致该闭合电路的特点:棒2相当于电源;棒1受安培力而加速起动,运动后产生反电动势(所谓的反电动势就是两个导体棒的动生电动势放在整个闭合电路来看就是要相减才是闭合电路的合电动势),因此闭合回路中的电流特点: 随着棒2的减速、棒1的加速,两棒的相对速度v2-v1变小,回路中电流也变小。具体本题来看,安培力=B²L²(v2-v1)/(R1 R2)。

由以上分析,我们不难得出以下结论。

导体棒1做加速度变小的加速运动 ,棒2做加速度变小的减速运动。最终两棒具有共同速度。

两棒的相对速度变小,感应电流变小,安培力变小.

当v1=0时:电流最大Imax=BLv0/(R1 R2),当v1=v2时,电流最小为零。

类完全非弹性碰撞:系统动量守恒:两棒受到安培力大小相等方向相反,系统合外力为零。能量守恒:系统机械能的减小量等于内能(即焦耳热)的增加量。你是否还能记得完全非弹性碰撞的相关公式。

两棒产生焦耳热之比显然等于电阻之比。

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