微点突破(22) 电磁感应中的动量问题-【一书三用】2024年高考物理寒假作业高三复习用书(江苏专版)

新高考方案系列丛书一书三用物理 微点突破（二十二） 电磁感应中的动量问题 精研一题 [解题关键] [典例]如图所示，两根水平金属轨道MN、 从金属棒平抛运动和两金属棒发生弹性碰撞 切入点 分析，利用对应的物理规律列式求解。 MN‘放置在水平桌面上，两根半径为R的圆弧金 ab棒在圆孤上切割磁感线产生的感应电动 隐藏，点 属轨道PM、P'M'和水平轨道MN、MN'平滑连接， 势按正弦规律变化。 水平轨道末端NN'恰好在桌子边缘，轨道PMN和： 在第(3)问中，不会用动量定理分析两棒的间 碍点 P'M'N'的间距为l,桌面距地面高h。空间中存在 距d。 竖直向上匀强磁场，磁感应强度大小为B。ab和cd 深得一法 是质量均为m,长度均为，电阻均为r的金属棒，金： 应用动量观点解决两类电磁感应综合问题的思路 属棒cd放置在水平轨道左端MM'处，金属棒b在(1)利用动量定理求感应电荷量或运动位移 圆弧轨道上端PP‘处。不考虑轨道电阻，金属棒与： 在导体棒做非匀变速运动的问题中，应用动量定 轨道接触良好，忽略一切阻力，水平轨道足够长，金： 理可以解决牛顿运动定律不易解决的问题 属棒cd处于锁定状态，在外力作用下使金属棒ab 沿圆弧轨道匀速下滑，当金属棒ab滑至圆弧轨道底 知：BL=49=·△，可得g=部 端时撤去外力和cd棒的锁定，ab棒与cd棒发生弹： 2=△p,E=A,可得r= △pR总 性碰撞，经过一段时间后ab棒和d棒间距不再发： R总 B2L2 生变化，最终两棒从桌面边缘飞出，已知两棒从桌：(2)利用动量守恒定律分析双导体杆问题 面飞出的水平射程为h,重力加速度为g。求： 在相互平行的光滑水平轨道间的双棒做切割磁 感线运动时，由于这两根导体棒所受的安培力等 大反向，合外力为零，故若不受其他外力，两导体 棒的总动量守恒，解决此类问题往往要应用动量 守恒定律。 全取一类 1.如图所示，在距地面高为h的水平平台上固定者 (I)金属棒ab在圆弧轨道运动的速度大小p: 间距为L的两平行光滑金属轨道，该轨道由一圆 (2)外力做功的大小： 弧CE,DF竖直轨道和EP、FQ水平轨道组成，在 (3)ab棒和cd棒在平直轨道间距不变时，两棒： EF的右侧分布着方向竖直向上、磁感应强度为B 的间距d。 的范围足够大的匀强磁场。质量为5m、长度为L 的金属棒b静止放在水平轨道GH处。现将质量 为m,长度也为L的金属棒a,由圆孤轨道圆心 等高处无初速度释放，在轨道末端PQ处与金属棒 b发生了弹性碰撞，冲出轨道之后，金属棒4、b均 落在距平台轨道末端PQ水平距离为0.5h的地面 MN处。已知重力加速度为g,轨道的电阻忽略不 计，金属棒a、b在运动过程中始终保持平行，不考 虑空气阻力，下列说法中正确的是 86 第二部分加练重点·补短板 A.金属棒b在空中运动过程中两端的电势差变大：3.如图所示，MNPM'V'P'为平行金属固定导轨， B.圆弧轨道的半径为2h 其中MN,MN'为半径为R的竖直四分之一圆弧， C.整个运动过程中通过金属棒b的电荷量 VP、N'P'水平平行且足够长，圆弧导轨与水平导 为m②gh 轨相切于圆弧端点 M R 2BL V、N'。VN右侧区 D.整个运动过程中两金属棒产生的总热量域有磁感应强度大 为5meh 小为B、方向竖直向 8 N 上的匀强磁场。金 2.MNDE和PQGF为硬质材料制成的光滑平行金 属棒a、b的质量分别为2m、m,电阻分别为r、2r, 属导轨按如图所示放置，其中导轨PQ与MN水； 导轨的电阻不计，不计一切摩擦，金属棒a、b之间 平放置（足够长），导轨QG和ND与水平面夹角为： 的磁撞为弹性碰撞，且碰撞时问很短（可不计），金 30°，导轨GF和DE水平放置（足够长）。导轨水平： 属棒a、b与导轨始终垂直且接触良好，重力加速瘦 间距为L=1.0m,导轨所在区域都存在垂直导轨为g。先将金属棒6静置于圆弧导轨的最低处，然 平面向上的匀强磁场，且磁感应强度大小相等为 后将金属棒a从圆弧导轨的最高处由静止释放，到 B=1T。导轨左侧放置金属棒a,a被绝缘细绳拴 金属棒a、b碰撞后经过足够长时间。求： 住，细绳能承受的最大拉力为2N,金属棒b放置 (1)金属棒a、b碰撞后瞬间，金属棒b的速度大小： 在水平导轨与倾斜导轨相连处，b距离“足够远， (2)金属棒a产生的焦耳热。 两金属棒的质量都为2.0kg,金属棒a的电阻 R,=0.25Q,金属棒b的电阻R2=0.502,其他部 分均不计电阻。现使b从静止开始沿倾斜导轨滑 下，经0,4s它刚滑动到倾斜导轨底端，此时细绳 恰好被拉断。已知金属棒b在由倾斜轨道运动到 水平轨道时无能量损失，从金属棒b开始运动到两 者运动稳定，整个过程中两金属棒始终与导轨垂 直且接触良好，g取10m/s2。求：