2024届高考物理二轮复习课件：力学三大观点在电磁感应中的应用

力学三大观点在电磁感应中的应用 2024年“聚焦新课程 实践新教材 共研新高考”主题教研活动 新疆教育科学研究院 力的观点：牛顿运动定律、运动学规律 能量观点：动能定理、功能关系、能量守恒 动量观点：动量定理、动量守恒定律 力学的三个基本观点 新疆教育科学研究院 3 1.如图甲所示，金属杆a在离地L/2高处，从静止开始垂直于导轨、沿1/4圆弧形轨道上端下滑，金属杆与导轨始终接触良好。平行导轨的水平部分有竖直向上的匀强磁场B，圆弧导轨所在区域无磁场。导轨间距为L，水平部分导轨上原来放有一金属杆b。已知a杆的质量为3m、电阻为3R，b杆的质量为4m、电阻为4R，其余电阻不计，水平导轨足够长，a、b杆不碰撞，不计摩擦，重力加速度为g，则 1.1 若b杆固定 （1）请描述a杆在磁场中的运动情况： ； （2）求a杆刚进入磁场时的加速度a； （3）求整个过程中，b杆产生的热量； 例题： a b L L/2 B 甲 （4）求整个过程中，通过a杆截面的电荷量q及a杆在水平导轨上运动的位移x。 新疆教育科学研究院 新疆教育科学研究院 4 解：(1) a杆做加速度逐渐减小的减速运动，最终停止运动。 (2) a杆刚进入磁场的速度： .................① 电动势：E=BLV0 ...........................② 电流：I=E/7R ............................③ 安培力：F=BIL .............................④ 加速度a=F/3m ..............................⑤ ①~⑤联立得： 新疆教育科学研究院 新疆教育科学研究院 5 (3)由能量守恒得：全电路产生热量： 则b杆产生热量： (4) 对a杆，由动量定理： ..................⑥ 电荷量： .....................⑦ ①⑥⑦联立得 ： ....................⑧ 又 ..........................⑨ ⑧⑨联立得：a杆运动位移： 新疆教育科学研究院 新疆教育科学研究院 6 小结：思维线 F安为合力 纯电阻电路 新疆教育科学研究院 新疆教育科学研究院 7 1.如图甲所示，金属杆a在离地L/2高处，从静止开始垂直于导轨、沿1/4圆弧形轨道上端下滑，金属杆与导轨始终接触良好。平行导轨的水平部分有竖直向上的匀强磁场B，圆弧导轨所在区域无磁场。导轨间距为L，水平部分导轨上原来放有一金属杆b。已知a杆的质量为3m、电阻为3R，b杆的质量为4m、电阻为4R，其余电阻不计，水平导轨足够长，a、b杆不碰撞，不计摩擦，重力加速度为g，则 1.2 若b杆不固定 （1）请描述a、b杆在磁场中的运动情况： （2）a、b杆的最终速度是多大？ （3）整个过程中回路产生的电能为多少？a、b杆上产生的热量分别是多少？ （4）整个过程中，通过金属杆截面的电荷量是多少？ a b L L/2 B 甲 新疆教育科学研究院 新疆教育科学研究院 8 解：(1) a杆做减速运动，b杆做加速运动，最终共速，一起匀速运动。 (2) 对a、b杆，由动量守恒：3mv0 =（3m+4m）v ,得： (3)由能量守恒得，全电路产生热量： ， 则a、b杆产生热量： (4) 对a杆 由动量定理： ，电荷量： 联立得： 。 新疆教育科学研究院 新疆教育科学研究院 9 1.3 若b杆不固定,且b杆处于