第11章 专题强化十二 动量观点在电磁感应中的应用-【衡中学案】2024年新高考物理一轮总复习(人教版)

高考一轮总复习·物理·人教版 ２年高考􀅰１年模拟 ２ ＮＩＡＮ ＧＡＯ ＫＡＯ １ ＮＩＡＮ ＭＯ ＮＩ １. (多选)(２０２２􀅰全国甲卷)如图ꎬ两根相互平行的光 滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上ꎬ在导轨的 左端接入电容为 Ｃ 的电容器和阻值为 Ｒ 的电阻ꎮ 质 量为 ｍ、阻值也为 Ｒ 的导体棒 ＭＮ 静止于导轨上ꎬ与 导轨垂直ꎬ且接触良好ꎬ导轨电阻忽略不计ꎬ整个系 统处于方向竖直向下的匀强磁场中ꎮ 开始时ꎬ电容 器所带的电荷量为 Ｑꎬ合上开关 Ｓ 后ꎬ (　 　 ) Ａ. 通过导体棒 ＭＮ 电流的最大值为 ＱＲＣ Ｂ. 导体棒 ＭＮ 向右先加速、后匀速运动 Ｃ. 导体棒 ＭＮ 速度最大时所受的安培力也最大 Ｄ. 电阻 Ｒ 上产生的焦耳热大于导体棒 ＭＮ 上产生的 焦耳热 ２. (多选)(２０２２􀅰湖南卷)如图ꎬ间距 Ｌ ＝ １ ｍ 的 Ｕ 形 金属导轨ꎬ一端接有 ０. １ Ω 的定值电阻 Ｒꎬ固定在高 ｈ ＝ ０. ８ ｍ 的绝缘水平桌面上ꎮ 质量均为 ０. １ ｋｇ 的 匀质导体棒 ａ 和 ｂ 静止在导轨上ꎬ两导体棒与导轨 接触良好且始终与导轨垂直ꎬ接入电路的阻值均为 ０. １ Ωꎬ与导轨间的动摩擦因数均为 ０. １(设最大静 摩擦力等于滑动摩擦力)ꎬ导体棒 ａ 距离导轨最右端 １. ７４ ｍꎮ 整个空间存在竖直向下的匀强磁场(图中 未画出)ꎬ磁感应强度大小为 ０. １ Ｔꎮ 用 Ｆ ＝ ０. ５ Ｎ 沿 导轨水平向右的恒力拉导体棒 ａꎬ当导体棒 ａ 运动到 导轨最右端时ꎬ导体棒 ｂ 刚要滑动ꎬ撤去 Ｆꎬ导体棒 ａ 离开导轨后落到水平地面上ꎮ 重力加 速 度 取 １０ ｍ / ｓ２ꎬ不计空气阻力ꎬ不计其他电阻ꎬ下列说法正 确的是 (　 　 ) Ａ. 导体棒 ａ 离开导轨至落地过程中ꎬ水平位移 为 ０. ６ ｍ Ｂ. 导体棒 ａ 离开导轨至落地前ꎬ其感应电动势不变 Ｃ. 导体棒 ａ 在导轨上运动的过程中ꎬ导体棒 ｂ 有向 右运动的趋势 Ｄ. 导体棒 ａ 在导轨上运动的过程中ꎬ通过电阻 Ｒ 的 电荷量为 ０. ５８ Ｃ ３. (多选)(２０２２􀅰河北卷)如图ꎬ两光滑导轨水平放置 在竖直向下的匀强磁场中ꎬ一根导轨位于 ｘ 轴上ꎬ另 一根由 ａｂ、ｂｃ、ｃｄ 三段直导轨组成ꎬ其中 ｂｃ 段与 ｘ 轴 平行ꎬ导轨左端接入一电阻 Ｒꎮ 导轨上一金属棒 ＭＮ 沿 ｘ 轴正向以速度 ｖ０ 保持匀速运动ꎬｔ ＝ ０ 时刻通过 坐标原点 Ｏꎬ金属棒始终与 ｘ 轴垂直ꎮ 设运动过程 中通过电阻的电流强度为 ｉꎬ金属棒受到安培力的大 小为 Ｆꎬ金属棒克服安培力做功的功率为 Ｐꎬ电阻两 端的电压为 Ｕꎬ导轨与金属棒接触良好ꎬ忽略导轨与 金属棒的电阻ꎮ 下列图像可能正确的是 (　 　 ) Ａ 　 Ｂ Ｃ 　 Ｄ 温馨提示:复习至此ꎬ请完成练案 ３１ ▼ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 专题强化十二　 动量观点在电磁感应中的应用 　 　 电磁感应中的动量、能量问题ꎬ是导体切割磁感线 运动过程中力、能、电、动量的综合应用ꎬ此类问题是高 考命题的趋势ꎮ 主要类型有:用动量定理解决电磁感 应问题ꎬ用动量守恒定律解决电磁感应问题ꎮ 一、用动量定理解决电磁感应问题 导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用 下做非匀变速直线运动时ꎬ安培力的冲量为:Ｉ安 ＝ Ｂ ＩＬｔ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 HZXA　 ２５５ 衡中学案·2024 年度创新设计·新教材 ＝ ＢＬｑꎬ通过导体棒或金属框的电荷量为: ｑ ＝ ＩΔｔ ＝ Ｅ Ｒ总 Δｔ ＝ ｎ ΔΦΔｔＲ总 Δｔ ＝ ｎ ΔΦＲ总 ꎬ磁通量变化量:ΔΦ ＝ ＢΔＳ ＝ ＢＬｘꎮ 如果安培力是导体棒或金属框受到的合外力ꎬ则 Ｉ安 ＝ｍｖ２ －ｍｖ１ꎮ 当题目中涉及速度 ｖ、电荷量 ｑ、运动时间 ｔ、运动 位移 ｘ 时常用动量定理求解更方便ꎮ 　 　 典例试做 １ (多选)(２０２２􀅰辽宁高三专期末) 如图所示ꎬ一光滑轨道固定在一架台上ꎬ轨道由倾斜和 水平两段组成ꎬ倾斜段的上端连接一电阻 Ｒ ＝ ０. ５ Ωꎬ 两轨道间距 ｄ ＝ １ ｍꎬ水平部分两轨道间有一竖直向 下ꎬ磁感应强度 Ｂ ＝ ０. ５ Ｔ 的强磁场ꎮ 一质量 ｍ ＝ ０. ５ ｋｇꎬ长为 ｌ ＝ １. １