 高中物理2022年机械波题趣味实验大全及其解释
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内容举例： 功能关系：
F做的功一部分转化为棒的动能，一部分转化为电场能：WF＝12mv2＋E电
结论：导体棒做初速度为零的匀加速直线运动；回路中的电流恒定，导体棒受安培力恒定。
三、“电容器＋棒”模型
1．无外力充电式
基本模型
规律
(电阻阻值为R，电容器电容为C)
电路特点 导体棒相当于电源，电容器被充电．
电流特点 安培力为阻力，棒减速，E减小，有I＝BLv－UCR，电容器被充电UC变大，当BLv＝UC时，I＝0，F安＝0，棒匀速运动．
运动特点和最终特征 a减小的加速运动，棒最终做匀速运动，此时I＝0，但电容器带电荷量不为零．
最终速度 电容器充电荷量：q＝CU
最终电容器两端电压U＝BLv
对棒应用动量定理：mv0－mv＝BIL·Δt＝BLq
v＝mv0m＋B2L2C.
v－t图像
2．无外力放电式
基本模型
规律
(电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C)
电路特点 电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动．
电流的特点 电容器放电时，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，直至电流为零，此时UC＝BLv.
运动特点及最终特征 a减小的加速运动，最终匀速运动，I＝0.
最大速度vm 电容器充电荷量：Q0＝CE
放电结束时电荷量：Q＝CU＝CBLvm
电容器放电荷量：ΔQ＝Q0－Q＝CE－CBLvm
对棒应用动量定理：mvm＝BIL·Δt＝BLΔQ
vm＝BLCEm＋B2L2C
v－t图像
3.动量守恒定律在电磁感应中的应用
（1）在双金属棒切割磁感线的系统中，双金属棒和导轨构成闭合回路，安培力充当系统内力，如果它们不受摩擦力，且受到的安培力的合力为0时，满足动量守恒，运用动量守恒定律解题比较方便．
（2）双棒模型双棒无外力 双棒有外力
示意图
F为恒力
动力学观点 导体棒1受安培力的作用做加速度减小的减速运动，导体棒2受安培力的作用做加速度减小的加速运动，最后两棒以相同的速度做匀速直线运动 导体棒1做加速度逐渐减小的加速运动，导体棒2做加速度逐渐增大的加速运动，最终两棒以相同的加速度做匀加速直线运动
动量
观点 系统动量守恒 系统动量不守恒
能量
观点 棒1动能的减少量＝棒2动能的增加量＋焦耳热 外力做的功＝棒1的动能＋棒2的动能＋焦耳热
实验 探究影响感应电流方向的因素
一、实验基本技能
1．实验目的
(1)探究感应电流方向与哪些因素有关．
(2)学习利用电流计判断感应电流方向的方法．
2．实验原理
只要改变穿过闭合回路的磁通量，就可以使闭合回路产生感应电流，感应电流的有无通过连接在回路中的电流表的指针是否偏转来判定．
3．实验器材
条形磁铁、螺线管、灵敏电流计、导线．
4．实验步骤
(1)按图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与灵敏电流计G中指针偏转方向的关系．
(2)记录线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路．
(3)把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中，并从线圈中拔出，记下每次电流计中指针偏转方向，然后根据步骤(1)的结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向．
二、规律方法总结
1．数据处理
以下面四种情况为例：根据实验结果，填写下表．
表1 线圈内磁通量增加时的情况
图号 磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向
磁场方向向下磁通量增加 逆时针 向上
磁场方向向上磁通量增加 顺时针 向下
表2 线圈内磁通量减少时的情况
图号 磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向
磁场方向向下磁通量减少 顺时针 向下
磁场方向向上磁通量减少 逆时针 向上
2.实验结论
表1说明：当线圈中磁通量增加时，感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反．
表2说明：当线圈中磁通量减少时，感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同．
3．注意事项
(1)灵敏电流计满偏电流很小，判断电流计指针的偏转方向和电流方向的关系时，应使用一节干电池．
(2)原、副线圈接入电路前应仔细观察导线绕向并画出草图．
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