第2章 微专题8 电磁感应中的动量问题-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套PPT课件（人教版，江苏）

人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 微专题8 电磁感应中的动量问题 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 关键能力合作探究 课堂检测巩固演练 课时作业素养达标 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 关键能力合作探究￠ 类型1 动量定理的应用 探究归纳 导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀速直线运动 时，安培力的冲量为I安=ILBt=BLg,通过导体棒或金属框的电荷量为 △D △Φ 4=IAt-Ra .△t二n R总 磁通量变化量△D=B△S=BLx 如果安培力是导体棒或金属框受到的合外力，则I安=m2一mw1。 当题 目中涉及速度、电荷量g、运动时间t、运动位移x时用动量定理求解 更方便 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 典例1 如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和 PQ,两导轨间距为L,导轨电阻均可忽略不计。在M和P之间接有一阻 值为R的定值电阻，导体杆ab质量为m、电阻也为R,并与导轨垂直且 接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场 中。现给ab杆一个初速度o,使杆向右运动，最终b杆停在导轨上。下 列说法正确的是( 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页下页 A.ab杆将做匀减速运动直到静止 B.b杆速度被为时，b杆加速度大小为 6mR C.b杆速度减为写时，通过定值电阻的电荷量为8L m720 D.b杆速度减为时，b杆通过的位移为2 2mRvo I答案IB 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 解析]b杆在水平方向上受到与运动方向相反的安培力，安培力大小 B'L'o EA B'L'v 为FA= 2R ，加速度大小为a=m-2mR,由于速度减小，所以ab 0 杆做加速度减小的变减速运动直到静止，故A错误；当b杆的速度为3 B2L'vo 时，加速度大小为a= 6mR,故B正确；对ab杆，由动量定理得二ILB △=m写-m,即BLg=m70,解得9-3B2,即通过定值电阻的电荷 00 2 211Z00 2m700 △ΦBLx 2R4 量为382，故C错误；由9=2R-2R,解得b杆道过的位移x=B配 4mRvo =3B2Z2, 故D错误。 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 针对训练 1.如图所示，两根平行光滑金属 导轨的间距为d=1m,导轨平面与水平面成0 B =30°角，其底端接有阻值为R=22的电阻， 整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大 小为B=2T的匀强磁场中。一质量为m=1kg(质量分布均匀)的导体杆ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。现杆在沿导轨平面向上、 垂直于杆的恒力F=10N作用下从静止开始沿导轨向上运动，当运动距离 为L=6时速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。导 体杆的电阻为r=22,导轨电阻不计(g取10m/s2)。在此过程中( 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页下页 A.导体杆的速度最大值为2.5m/s B.流过电阻R的电荷量为6C C.导体杆两端电压的最大值为10V D.安培力对导体杆的冲量大小为6Ns 答案：D 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 解析：设杆的最大速度为⑦m, B'dvm 根据平衡条件得F=ng sin0十 r+R' △Φ 代入数据解得0m=5m/S,故A错误；根据电荷量9=，十R BLd r+R 2×6X1 2+2 C=3C,故B错误；导体杆做匀速运动时速度最大，此时产生 的感应电动势最大，最大感应电动势E=Bdwm=2×1X5V=10V,电 E10 路最大电流I=R+r一2+2 A=2.5A,导体杆两端最大电压U=R= 2.5X2V=5V,故C错误；对导体杆，安培力的冲量I=BIdt=Bdg= 2X1X3N·s=6N·S,故D正确。 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 类型2 动量守恒定律的应用 探究归纳 1.守恒条件分析 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 培力为系统内力，如果两安培力等大反向，且它们受到的外力的合力为 0,则满足动量守恒条件，运用动量守恒定律求解比较方便。