第一篇　專題四　第12講　動量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用--2025年高考物理大二輪復(fù)習(xí)課件+講義+專練-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

第12講　動量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用
1.掌握應(yīng)用動量觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)中的動量、電荷量、時(shí)間及位移等問題。2.掌握動量和能量觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問題。
計(jì)算題培優(yōu)4　用力學(xué)三大觀點(diǎn)分析電磁感應(yīng)問題
考點(diǎn)二　動量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用
考點(diǎn)一　動量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用
計(jì)算題培優(yōu)練7　用力學(xué)三大觀點(diǎn)分析電磁感應(yīng)問題
動量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用
　 (多選)如圖所示，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(右邊框平行于磁場邊界)由位置Ⅰ以4.5 m/s的初速度垂直于磁場邊界水平向右運(yùn)動，經(jīng)過位置Ⅱ，當(dāng)運(yùn)動到位置Ⅲ時(shí)速度恰為零，此時(shí)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(shí)的速度為v。則下列說法正確的是A.q1=q2B.q1=2q2C.v=1.0 m/sD.v=1.5 m/s
(多選)(2024·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示，足夠長、光滑、電阻不計(jì)的金屬導(dǎo)軌PQ、MN水平平行放置在絕緣水平面上，左端接有一定值電阻R，在垂直導(dǎo)軌分界線ab、cd間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場B1，在分界線
在導(dǎo)體切割磁感線做變加速運(yùn)動時(shí)，若運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律和能量觀點(diǎn)不能解決問題，可運(yùn)用動量定理巧妙解決問題。
動量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用
用力學(xué)三大觀點(diǎn)分析電磁感應(yīng)問題
　 (2024·湖南長沙市一模)如圖，質(zhì)量為m的均勻金屬棒ab垂直架在水平面甲內(nèi)間距為3L的兩光滑金屬導(dǎo)軌的右邊緣處。下方的導(dǎo)軌由光滑圓弧導(dǎo)
軌與處于水平面乙的光滑水平導(dǎo)軌平滑連接而成(圖中半徑OM和O'P豎直)，圓弧導(dǎo)軌半徑為R、對應(yīng)圓心角為60°、間距為3L，水平導(dǎo)軌間距分別為3L和L。質(zhì)量也為m的均勻金屬棒cd垂直架在間距為L的導(dǎo)軌左端。導(dǎo)軌MM'與PP'，NN'與QQ'均足夠長，所有導(dǎo)軌的電阻都不計(jì)。電源電動勢為E、內(nèi)阻不計(jì)。所有水平部分的導(dǎo)軌均有豎直方向的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，圓弧部分和其他部分無磁場。閉合開關(guān)S，金屬棒ab迅即獲得水平向右的速度(未知，記為v0)做平拋運(yùn)動，并在高度降低3R時(shí)恰好沿圓弧軌道上端的切線方向落在圓弧軌道上端，接著沿圓弧軌道下滑。已知重力加速度為g，求：
(1)空間勻強(qiáng)磁場的方向；
(2)棒ab做平拋運(yùn)動的初速度v0；
(3)通過電源E某截面的電荷量q；
(4)從金屬棒ab剛落到圓弧軌道上端起至棒ab開始勻速運(yùn)動止，這一過程中棒ab和棒cd組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔE。
(1)3.2 m/s　0.8 m/s　(2)0.41 s
(1)1.6 m/s2，方向水平向左　(2)0.2 C　0.6 m/s　(3)見解析圖
1.(多選)(2024·廣東省部分高中三模)我國航空母艦福建艦采用了電磁彈射技術(shù)，裝備了電磁彈射軌道，電磁彈射的簡化模型如圖所示：足夠長的水平固定金屬軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，左端與充滿電的電容器C相連，與機(jī)身固連的金屬桿ab靜置在軌道上且與軌道垂直，閉合開關(guān)S后，飛機(jī)向右加速，若不計(jì)所有阻力和摩擦，回路總電阻R保持不變，下列說法正確的是A.提高電容器的放電量，可以提高飛機(jī)的起飛速度B.飛機(jī)運(yùn)動過程中，a端的電勢始終高于b端的電勢C.飛機(jī)的速度最大時(shí)，金屬桿ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與電容器兩端電壓相等D.飛機(jī)的速度達(dá)到最大時(shí)，電容器所帶的電荷量為零
屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，兩導(dǎo)軌都足夠長且在AA'處平滑對接，AA'至DD'均是光滑絕緣帶，保證傾斜導(dǎo)軌與水平導(dǎo)軌間電流不導(dǎo)通。傾斜導(dǎo)軌處有方向垂直傾斜導(dǎo)軌所在平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=0.2 T的勻強(qiáng)磁場，水平導(dǎo)軌處有方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2=0.5 T的勻強(qiáng)磁場。兩根導(dǎo)體棒1、2的質(zhì)量均為m=0.2 kg，兩棒接入電路部分的電阻均為R，初始時(shí)刻，導(dǎo)體棒1放置在傾斜導(dǎo)軌上，且距離AA'足夠遠(yuǎn)，導(dǎo)體棒2靜置于水平導(dǎo)軌上，已知傾斜導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒1間的動摩擦因數(shù)μ=0.5?，F(xiàn)將導(dǎo)體棒1由靜止釋放，運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒1未與導(dǎo)體棒2發(fā)生碰撞。取重力加速度大小g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8。兩棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，下列說法正確的是
2.(多選)(2024·廣西南寧市二模)如圖所示，間距L=1 m的粗糙傾斜金屬導(dǎo)軌與水平面間的夾角θ=37°，其頂端與阻值R=1 Ω的定值電阻相連，間距相同的光滑金
A.導(dǎo)體棒1在傾斜導(dǎo)軌上下滑時(shí)做勻加速直　線運(yùn)動B.導(dǎo)體棒1滑至AA'瞬間的速度大小為20 m/sC.穩(wěn)定時(shí)，導(dǎo)體棒2的速度大小為10 m/sD.整個(gè)運(yùn)動過程中通過導(dǎo)體棒2的電荷量為2 C
4.(2024·吉林省模擬)如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距l(xiāng)=1 m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角。桿1、桿
2是兩根用細(xì)線連接的金屬桿，質(zhì)量分別為m1=0.1 kg和m2=0.4 kg，兩桿垂直導(dǎo)軌放置，且兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好，兩桿的總電阻R=2 Ω，兩桿在沿導(dǎo)軌向上的外力F作用下保持靜止。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=　1 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，在t=0時(shí)刻將細(xì)線燒斷，保持F不變，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)細(xì)線燒斷后，兩桿最大速度v1、v2的大??；
答案　3.2 m/s　0.8 m/s　
(2)兩桿剛達(dá)到最大速度時(shí)，桿1上滑了0.8 m，則從t=0時(shí)刻起到此刻用了多長時(shí)間？
5.(2023·湖南卷·14)如圖，兩根足夠長的光滑金屬直導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌間距為L，兩導(dǎo)軌及其所構(gòu)成的平面均與水平面成θ角，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平
面斜向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B?，F(xiàn)將質(zhì)量均為m的金屬棒a、b垂直導(dǎo)軌放置，每根金屬棒接入導(dǎo)軌之間的電阻均為R。運(yùn)動過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，金屬棒始終未滑出導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，重力加速度為g。(1)先保持棒b靜止，將棒a由靜止釋放，求棒a勻速運(yùn)動時(shí)的速度大小v0；
(2)在(1)問中，當(dāng)棒a勻速運(yùn)動時(shí)，再將棒b由靜止釋放，求釋放瞬間棒b的加速度大小a0；
答案　2gsin θ　
(3)在(2)問中，從棒b釋放瞬間開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t0，兩棒恰好達(dá)到相同的速度v，求速度v的大小，以及時(shí)間t0內(nèi)棒a相對于棒b運(yùn)動的距離Δx。
6.(選做題)(2024·遼寧省三模聯(lián)考)如圖甲所示，在光滑水平面上平放一個(gè)用均勻?qū)Ь€制成的正方形線框，質(zhì)量m=0.1 kg，邊長L=0.1 m，總電阻R=0.05 Ω，有界磁場的寬度為2L，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T，方向垂直線框平面向下。線框右邊緊挨磁場邊界，給線框水平向右的初速度v1=0.8 m/s，求：
(1)線框剛進(jìn)入磁場時(shí)的加速度；
答案　1.6 m/s2，方向水平向左
(2)進(jìn)入磁場過程中通過線框的電荷量q及完全進(jìn)入磁場中時(shí)線框的速度v2大?。?br/>答案　0.2 C　0.6 m/s
(3)在乙圖中畫出線框通過磁場過程的v-x圖像。
1.(2023·全國甲卷·25)如圖，水平桌面上固定一光滑U型金屬導(dǎo)軌，其平行部分的間距為l，導(dǎo)軌的最右端與桌子右邊緣對齊，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向上
的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電阻為R、長度也為l的金屬棒P靜止在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌上質(zhì)量為3m的絕緣棒Q位于P的左側(cè)，以大小為v0的速度向P運(yùn)動并與P發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間很短。碰撞一次后，P和Q先后從導(dǎo)軌的最右端滑出導(dǎo)軌，并落在地面上同一地點(diǎn)。P在導(dǎo)軌上運(yùn)動時(shí)，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，P與Q始終平行。不計(jì)空氣阻力。求：
(1)金屬棒P滑出導(dǎo)軌時(shí)的速度大??；
(2)金屬棒P在導(dǎo)軌上運(yùn)動過程中產(chǎn)生的熱量；
(3)與P碰撞后，絕緣棒Q在導(dǎo)軌上運(yùn)動的時(shí)間。
2.(2024·湖北卷·15)如圖所示，兩足夠長平行金屬直導(dǎo)軌MN、PQ的間距為L，固定在同一水平面內(nèi)，直導(dǎo)軌在左端M、P點(diǎn)分
(1)ab剛越過MP時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大?。?br/>(2)金屬環(huán)剛開始運(yùn)動時(shí)的加速度大?。?br/>(3)為使ab在整個(gè)運(yùn)動過程中不與金屬環(huán)接觸，金屬環(huán)圓心初始位置到MP的最小距離。

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