第十章 专题强化十一 动量观点在电磁感应中的应用-【衡中学案】2024年老高考物理一轮总复习（人教版）

衡中学案·2024 年度创新设计 (2)金属棒 b 与绝缘柱碰撞后到与金属棒 a 碰撞前 的过程中,整个回路产生的焦耳热; (3)证明金属棒 a、b 之间的碰撞是否是弹性碰撞。 4. (2022·上海)宽 L = 0. 75 m 的导轨固定,导轨间存 在着垂直于纸面且磁感应强度 B = 0. 4 T 的匀强磁 场。 虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻 R0和最大阻值为 20 Ω 的滑动变阻器 R。 一根与导轨等宽的金属杆以恒 定速率向右运动,图甲和图乙分别为滑动变阻器全 部接入和一半接入时沿 abcda 方向电势变化的图 象。 求: (1)匀强磁场的方向; (2)分析并说明定值电阻 R0在Ⅰ还是Ⅱ中,并且 R0 大小为多少: (3)金属杆运动时的速率; (4)滑动变阻器阻值为多少时滑动变阻器的功率最 大? 并求出该最大功率 Pm。 温馨提示:复习至此,请完成练案 29 ▼ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 专题强化十一　 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,是导体切割磁感线 运动过程中力、能、电、动量的综合应用,此类问题是高 考命题的趋势。 主要类型有:用动量定理解决电磁感 应问题,用动量守恒定律解决电磁感应问题。 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,安培力的冲量为:I安 = B ILt = BLq,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 ,磁通量变化量:ΔΦ = BΔS = BLx。 如果安培力是导体棒或金属框受到的合外力,则 I安 =mv2 -mv1。 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。 　 　 典例试做 1 (2023·河南“顶尖计划”高中毕 业班考试)如图所示,水平线 M、N 之间有垂直纸面向 里的水平匀强磁场,M 与 N、N 与地面间的距离均为 2L。 边长为 L、电阻为 R、质量为 m 的正方形单匝金属 线框 bcde 在竖直面内,此时 bc 边与 M 的距离为 L。 由 静止释放线框,线框刚好能匀速进入磁场,线框出磁场过 程中产生的焦耳热为 Q,线框运动过程中始终在竖直面 内,bc 边始终水平,不计空气阻力,重力加速度为 g,求: (1)匀强磁场的磁感应强度大小; (2)线框 ed 边刚出磁场时,线框的速度多大; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 HZXA　 234 {#{QQABKQaAogCAQgAAAAgCAQUyCAOQkBEACAoGxBAEMAAAgQNABCA=}#} 高考一轮总复习·物理·人教版 (3)若线框在开始的位置时给线框一个水平向右 的初速度,结果线框 bc 边刚进磁场的一瞬间,速度与 水平方向的夹角为 45°,线框 bc 边刚好落地时,线框的 动能多大,线框从抛出到 bc 边刚好落地所用时间为 多少。 做答: 　 　 　 〔变式训练 1〕 　 (2023·黑龙江省哈尔滨市高三 (上)学业质量监测)2022 年 6 月 17 日,我国第三艘航 母“福建舰”正式下水,如图甲所示,“福建舰”配备了 目前世界上最先进的“电磁弹射”系统。 “电磁弹射” 系统的具体实现方案有多种,并且十分复杂。 一种简 化的物理模型如图乙所示,电源和一对足够长平行金 属导轨 M、N 分别通过单刀双掷开关 K 与电容器相连。 电源的电动势 E = 10 V,内阻不计。 两条足够长的导 轨相距 L = 0. 1 m 且水平放置处于磁感应强度 B = 0. 5 T 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面且竖直向 下,电容器的电容 C = 10 F。 现将一质量为 m = 0. 1 kg,电阻 r = 0. 1 Ω 的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽 内,分别与两导轨良好接触。 将开关 K 置于 a 让电容 器充电,充电结束后,再将开关 K 置于 b,金属滑块会 在电磁力的驱动下运动。 在电容器放电过程中,金属 滑块两端电压与电容器两极板间电压始终相等。 不计 导轨和电路其他部分的电阻,不计电容器充、放电过程 中电磁辐