为什么撤去力后电容器充电完成,此后电路中无感应电流且导体棒做匀速运动

发布时间: 2023-04-20 21:01:56 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 90

1月4日特训46,4题请教:特训464.光滑平行金属导轨M,N水平放置,导轨上放一根与导轨垂直的导体棒PQ,导轨左端与由电容为C...

为什么撤去力后电容器充电完成,此后电路中无感应电流且导体棒做匀速运动

1月4日特训46,4题请教:

特训46

4.光滑平行金属导轨M,N水平放置,导轨上放一根与导轨垂直的导体棒PQ,导轨左端与由电容为C的电容器、单刀双掷开关和电动势为E的电源组成的电路相连接,如图所示.在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出).先将开关接在位置a,使电容器充电并达到稳定后,再将开关拨到位置b.导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动,设导轨足够长.则以下说法中正确的是(  )

   

A.空间存在的磁场方向竖直向下

     

   

B.导体棒向右做匀加速运动

     

   

C.当导体棒向右运动的速度达到最大时,电容器的电荷量为零

     

   

D.导体棒运动的过程中,通过导体棒的电荷量Q<CE

     我的问题是:为什么产生的电动势和电容器电压相等后就匀速运动?因为它有速度,那它还会产生感应电动势,那这感应电动势比电容器电压大噻,那就应给电容器充电吗?或者说哪种情况会给电容器充电?哪种情况不会?它有速度,就会继续往这边动,产生感应电动势,电流变成反方向的,就应减速呀,为什么是匀速?

请针对我的疑问解答,非常感谢!

  电容器的上极板电势较高,随着放电,电容器的电势差逐渐减小,

  而导体棒PQ向右运动,产生的感应电动势也是上端(P端)电势较高,

  随着PQ的速度增大,感应电动势逐渐增大,

电容器的电势差减小   而   PQ的感应电动势逐渐增大

当    电容器的电势差减小   到与   PQ的感应电动势增加到的值   相等时,

整个回路的总电动势为零,电流为零,

PQ 将不再受安培力作用,从而做匀速直线运动 。


其实这题你弄错了因果关系 。。。

导体棒PQ之所以会向右运动,

是因为电容器放电,将其储存的一部分电能转化为PQ的动能,

这里电容器放电是因 ,而 导体棒运动是 果 。

所以在没有其他外加条件的情况下,

PQ 不会反过来对电容器充电的。

一个关于电磁感应的问题

如图,金属棒以v0为初速度开始运动,不计电阻和摩擦,问运动情况是什么样的n我写了一些式子。。n首先电动势E=Blv,这个电动势被加到电容上n充电是瞬间的,所以Q=UC=BlvCn充电电流I=dQ/dt=(BlC)dv/dt=BlCan安培力F=BIl=BlBlCan牛二F=man联立ma=BlBlCan于是m=BlBlCn这是怎么回事。。显然m不非得等于BlBlC啊。。n我哪错了~谢谢
是题目有问题,题目里说不考虑电阻,这直接误导大家,认为电容器的电压等于棒上电动势。
但是题目不能这样考虑,应该认为电容器的电压是逐渐增大的,只要棒上电动势还大于电容器的电压,电路中就会有电流,继续给电容器充电,而导体棒由于受到磁场力逐渐减速,当电容器的电压增大到刚好和电动势相同时,电路电流减低到零,电压不再变化,磁场力也为零,此后导体棒做匀速运动。所以导体棒整体的运动情况是先减速,后匀速。
如果像你考虑得那样,开始运动时C就已经充好了电(无电阻嘛),那么没有错。
ma=BlBlCa,由于m不非得等于BlBlC,
所以a=0。即已经开始运动的金属棒保持匀速直线运动。
问题出在你算电流的那一步上,你的dv/dt=a有问题。 因为这个等式只对于匀加速直线运动有效,但是由于v在变,E跟着变,结果F会变,受到的不是恒定的力,加速度随时间也在变,因而这个运动不会是匀加速或匀减速的,a是随着t而变化的
我做了试验,电容充电不是瞬间的。
我也想了很多,甚至动用了微分方程,
但也许只有这是事实。
断路是不会有恒定电流的,只会是一瞬间。

追加50分高中物理在线采纳 就说第一张图,电容器什么作用,为什么能够匀速啊啊

 

电容当做断路,电路中无电流,导体棒不受安培力作用,此处导轨光滑,所以导体棒平衡,匀速运动。
即使考虑电容刚开始会被充电,电路中有短暂电流存在,但充电完毕之后,还是没有电流的。

高中物理磁场运动题?

请见图说明,谢谢。

你给出的问题,条件不足,无法回答。

就一般情况而言,是这样的:

1、开关S闭合时,只有回路电阻为定值(例如金属棒有电阻,轨道电阻不计)时,才会出现金属棒先加速后匀速下落的结果。

可见,随着下落速度的不断增大,加速度不断减小,当加速度减小为零时,匀速下落。

2、开关断开时,要想让金属棒匀加速下落,必须满足整个回路无电阻的条件,即金属棒和导轨的电阻均不计。否则,金属棒不可能匀加速下落。

在整个回路无电阻的情况下,金属棒之所以匀加速下落,是因为金属棒产生随时间均匀增大的感应电动势为电容器充电,结果充电电流恒定,金属棒受到的安培力也是恒力,合力保持不变。

这里要明白:由于金属棒无内阻,它为电容器充电的电压U等于产生的感应电动势E。否则,会出现内电压的损失,电容器充电电压小于感应电动势。

如果回路存在电阻,上述推导不再成立,电流将不再恒定。

你的两个过程说的基本都正确。学的不错。
导体棒向下切割磁感线的运动,是会产生感应电动势的。而开关s的打开和闭合。就成了,形成感应电流的条件。而由于感应电流的存在,会引起磁场对它的阻碍作用。
因此,当电键闭合的时候,能够形成感应电流,也就是导体棒会受到感应电流引起的磁场对感应电流的作用力。会阻碍导体棒向下运动加速度的减小。最后,加速度减小到零。那就,导体棒就做匀速运动了。
当电键打开的时候。情况不一样了。因为,没有办法形成电流回路。所以,导体棒产生了感应电动势。尽管导体棒成了电源,是这个电源的两极接在了电容器C的两极。所以,因为没有感应电流的形成,就不会受到磁场的阻碍(安培力就不存在了)。所以导体棒是做自由落体运动。要特别说明的是,导体棒中,自由电荷向两端的定向移动形成的微微小小电流 ,社保的磁场干扰就,忽略不计了。
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