專題強(qiáng)化二十四　動量觀點在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用

專題強(qiáng)化二十四動量觀點在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用第十一章電磁感應(yīng)1.會利用動量定理分析導(dǎo)體棒、線框在磁場中的運(yùn)動。2.會利用動量守恒定律分析雙金屬棒在磁場中的運(yùn)動問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)研透核心考點提升素養(yǎng)能力目錄CONTENTS1LOREMIPSUMLOREMIPSUMDOLOR考點一動量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用研透核心考點考點二動量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用考點一動量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用C例1

如圖1所示，兩條相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于水平面(紙面)內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計。金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置并接觸良好，接入電路的電阻也為R。若給棒平行導(dǎo)軌向右的初速度v0，當(dāng)流過棒橫截面的電荷量為q時，棒的速度減為零，此過程中棒的位移為s。則(

)圖1ABC1.(多選)(2024·江西南昌聯(lián)考)如圖2，間距為L的平行導(dǎo)軌豎直固定放置，導(dǎo)軌上端接有阻值為R的定值電阻，矩形勻強(qiáng)磁場Ⅰ、Ⅱ的寬度均為d，磁場Ⅰ的下邊界和磁場Ⅱ的上邊界間距為d，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒由靜止釋放，釋放的位置離磁場Ⅰ的上邊界距離為2d，金屬棒進(jìn)入磁場Ⅰ和Ⅱ時的速度相等，金屬棒運(yùn)動過程中始終保持水平且與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計，重力加速度為g，下列說法正確的是(

)圖2在雙金屬棒切割磁感線的系統(tǒng)中，雙金屬棒和導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路，安培力是系統(tǒng)內(nèi)力，如果它們不受摩擦力，且受到的安培力的合力為0時，滿足動量守恒，運(yùn)用動量守恒定律求解比較方便?？键c二動量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用例2

如圖3所示，兩根間距為l的光滑金屬導(dǎo)軌(不計電阻)，由一段圓弧部分與一段無限長的水平部分組成，其水平段加有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)軌水平段上靜止放置一金屬棒cd，質(zhì)量為2m，電阻為2r。另一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab，從圓弧段M處由靜止釋放下滑至N處進(jìn)入水平段，棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，圓弧段MN半徑為R，所對圓心角為60°，重力加速度為g。求：圖3(1)ab棒在N處進(jìn)入磁場區(qū)速度和棒中的電流；解析ab棒由M下滑到N過程中機(jī)械能守恒，有(2)cd棒能達(dá)到的最大速度；解析ab棒在安培力作用下做減速運(yùn)動，cd棒在安培力作用下做加速運(yùn)動，當(dāng)兩棒速度達(dá)到相同速度v′時，電路中電流為零，安培力為零，cd棒達(dá)到最大速度。由動量守恒定律得(3)cd棒由靜止到最大速度過程中，系統(tǒng)所能釋放的熱量。解析系統(tǒng)釋放的熱量應(yīng)等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量2.(多選)如圖4所示，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上。t＝0時，棒ab以初速度v0向右滑動。運(yùn)動過程中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回路中的電流用I表示。下列圖像中可能正確的是(

)AC圖4提升素養(yǎng)能力01B對點練1動量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用1.如圖1所示，在光滑的水平面上寬度為L的區(qū)域內(nèi)，有豎直向下的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)有一個邊長為a(a<L)的正方形閉合線圈以垂直于磁場邊界的初速度v0向右滑動，穿過磁場后速度剛好減為0，那么當(dāng)線圈完全進(jìn)入磁場時，其速度大小(

)A級基礎(chǔ)對點練圖1BD2.(多選)如圖2所示，在光滑的水平面上有一方向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場。磁場區(qū)域的左側(cè)，一正方形線框由位置Ⅰ以4.5m/s的初速度垂直于磁場邊界水平向右運(yùn)動，線框經(jīng)過位置Ⅱ，當(dāng)運(yùn)動到位置Ⅲ時速度恰為零，此時線框剛好有一半離開磁場區(qū)域。線框的邊長小于磁場區(qū)域的寬度。若線框進(jìn)、出磁場的過程中通過線框橫截面的電荷量分別為q1、q2，線框經(jīng)過位置Ⅱ時的速度為v。則下列說法正確的是(

)A.q1＝q2 B.q1＝2q2C.v＝1.0m/s D.v＝1.5m/s圖2AD圖3圖4CDB級綜合提升練圖55.(多選)如圖5所示，在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，有兩根位于同一水平面內(nèi)且間距為L的平行金屬導(dǎo)軌(導(dǎo)軌足夠長，電阻不計)；兩根質(zhì)量均為m、內(nèi)阻均為r的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上(導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好)，t＝0時，ab棒以初速度3v0向右滑動，cd棒以初速度v0向左滑動，關(guān)于兩棒的運(yùn)動情況，下列說法正確的是(

)C6.如圖6所示，一質(zhì)量為2m的足夠長的光滑金屬框abcd置于水平絕緣平臺上，ab、dc邊平行且和長為L的bc邊垂直，整個金屬框電阻可忽略。一根質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN置于金屬框上，裝置始終處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中?，F(xiàn)給金屬框向右的初速度v0，運(yùn)動時MN始終與金屬框保持良好接觸且與bc邊平行，則整個運(yùn)動過程中(

)圖6CD7.(多選)(2024·山東臨沂模擬)如圖7所示，固定在水平面內(nèi)的光滑不等距平行軌道處于豎直向上、大小為B的勻強(qiáng)磁場中，ab段軌道寬度為2L，bc段軌道寬度是L，ab段軌道和bc段軌道都足夠長，將質(zhì)量均為m、接入電路的電阻均為R的金屬棒M和N分別置于軌道上的ab段和bc段，且與軌道垂直。開始時金屬棒M和N均靜止，現(xiàn)給金屬棒M一水平向右的初速度v0，不計導(dǎo)軌電阻，則(

)圖7C級培優(yōu)加強(qiáng)練8.如圖8所示，兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L，水平導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌電阻不計。水平軌道處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬棒b放在水平導(dǎo)軌上，金屬棒a從斜軌上高h(yuǎn)處自由滑下。已知金屬棒a、b質(zhì)量均為m，金屬棒a、b電阻均為R，重力加速度為g，整個過程中金屬棒a