高中物理公式大全24个经典模型

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内容举例：

分析电磁感应动力学问题的基本思路
导体受外力运动――→E＝Blv产生感应电动势―――→I＝ER+r产生感应电流――→F＝BIl导体受安培力―→合外力变化――→F合＝ma加速度变化―→速度变化―→感应电动势变化……→a＝0，v达到最大值．
二、电磁感应中的能量问题
1．电磁感应现象中的能量转化  
2．焦耳热的计算
(1)电流恒定时，根据焦耳定律求解，即Q＝I2Rt.
(2)感应电流变化，可用以下方法分析：
①利用动能定理，求出克服安培力做的功W安，即Q＝W安．
②利用能量守恒定律，焦耳热等于其他形式能量的减少量．
3．解题的一般步骤
(1)确定研究对象(导体棒或回路)．
(2)弄清电磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互转化．
(3)根据功能关系或能量守恒定律列式求解．
三、电磁感应与动量结合问题
1．应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量．如在导体棒做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题．
2．在相互平行的水平轨道间的双导体棒做切割磁感线运动时，由于这两根导体棒所受的安培力等大反向，合外力为零，若不受其他外力，两导体棒的总动量守恒，解决此类问题往往要应用动量守恒定律．
3．应用冲量求电荷量：设想在某一回路中，一部分导体仅在安培力作用下运动时，安培力F为变力，但其冲量可用它对时间的平均值进行计算，即I冲量＝FΔt，而F＝BIL(I为电流对时间的平均值)，故有：BILΔt＝mv2－mv1，而IΔt＝q，故有q＝mv2－mv1BL.
专题 电磁感应的“导轨+杆”模型
一.“单棒＋电阻”模型
1．棒以一定的初速度运动
运动过程分析：
如图，棒以某初速度沿光滑水平导轨做切割磁感线运动→产生感应电动势E＝BLv→回路中电流I＝BLvR＋r→棒受到向左的安培力F＝BIL＝B2L2vR＋r→棒做减速运动v↓→a＝B2L2vmR＋r↓→直至棒的速度为零→棒静止(v－t图像如图所示) 
功能关系：棒的动能全部转化为内能
若棒或轨道光滑12mv02＝Q焦，若轨道不光滑12mv02＝Q焦＋Q摩擦
2．棒初速度为零，受到恒力F的作用 
运动过程分析：
如图，开始时，棒受到恒力F(水平导轨光滑)，加速度a＝Fm→棒加速运动v↑→感应电动势E＝BLv↑→回路中电流I＝BLvR＋r↑→棒受到向左的安培力F安＝BIL＝B2L2vR＋r↑→棒受到两个力作用F>F安，F－F安＝ma→a＝Fm－B2L2vR＋rm↓→a＝0，v最大，vm＝FR＋rB2L2→最终棒做匀速直线运动．(v－t图像如图所示)
功能关系：
如图，F做的功转化为棒的动能和电路的焦耳热，WF＝Q＋12mvm2
变形：
mg或mgsin θ或mgsin θ－μmgcos θ为恒力
3．棒初速度不为零，受到恒力F作用 
如图，两光滑金属导轨在水平面内，导轨间距为L，导体棒的质量为m，回路总电阻为R.导体棒在水平力F的作用下运动，某时刻速度为v0，导体棒在磁场中的运动情况分析如下：运动条件 运动情况分析
F为恒力 F＝B2L2v0R
合力为零，做匀速直线运动F>B2L2v0R
v↑⇒BLv↑⇒I↑⇒BIL↑⇒a↓⇒a＝0，做匀速直线运动F<B2L2v0R
v↓⇒BLv↓⇒I↓⇒BIL↓⇒a↓⇒a＝0，做匀速直线运动
4．棒初速度为零，受到变力F的作用做匀加速直线运动 
运动过程分析：
如图，棒受到外力F(水平导轨光滑)，棒加速运动→产生感应电动势→回路有电流→棒受到向左的安培力→棒受合外力F－F安＝ma→F＝B2L2vR＋r＋ma＝B2L2aR＋rt＋ma→F与t成一次函数关系(如图)． 
功能关系：
F做的功转化为棒的动能和电路的焦耳热，WF＝Q＋12mv2.(若轨道不光滑，WF＝Q焦＋12mv2＋Q摩擦)
二、“单棒＋电容器”模型，棒受到恒力作用(导轨光滑) 有外力充电式
棒的初速度为零，拉力F恒定(棒和水平导轨电阻忽略不计)
如图，运动过程分析：
开始时，a＝Fm，棒加速运动v↑⇒感应电动势E＝BLv↑，经过Δt速度为v＋Δv，此时感应电动势E′＝BL(v＋Δv)，Δt时间内流入电容器的电荷量Δq＝CΔU＝C(E′－E)＝CBLΔv
电流I＝ΔqΔt＝CBL ΔvΔt＝CBLa
安培力F安＝BLI＝CB2L2a
F－F安＝ma，a＝Fm＋B2L2C，所以棒做加速度恒定的匀加速直线运动，v－t图像如图.