第2章 专题提升课6 电磁感应中的动量问题-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册教用课件(教科版)

专题提升课6　电磁感应中 的动量问题 1 专题 深度剖析 1 随堂 巩固落实 2 内容 索引 专题 深度剖析 PART 01 第一部分 3 微专题一　动量定理的应用 1．电荷量的求解 (1)恒定电流的电荷量可以用q＝It求解。 (2)变化的电流的电荷量则需用动量定理求解。 专题 深度剖析 返回导航 专题 深度剖析 返回导航 专题 深度剖析 返回导航 √ 专题 深度剖析 返回导航 专题 深度剖析 返回导航 　(2024·华中师大一附中期末)如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度v0向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 专题 深度剖析 返回导航 (1)求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小。 专题 深度剖析 返回导航 专题 深度剖析 返回导航 微专题二　动量守恒定律的应用 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。 专题 深度剖析 返回导航 2．解题三大观点 (1)力学观点：通常情况下一个金属棒做加速度逐渐减小的加速运动，而另一个金属棒做加速度逐渐减小的减速运动，最终两金属棒以共同的速度匀速运动。 (2)动量观点：如果光滑导轨间距恒定，则两个金属棒所受的安培力大小相等、方向相反，通常情况下系统的动量守恒。 (3)能量观点：其中一个金属棒动能的减少量等于另一个金属棒动能的增加量与回路中产生的焦耳热之和。 专题 深度剖析 返回导航 3．常见双杆模型 专题 深度剖析 返回导航 专题 深度剖析 返回导航 (3)动量、能量分析：若双杆系统所受外力的矢量和为零，首先用动量守恒定律求速度，再用能量守恒定律求电能。若双杆系统所受合外力不为零，应考虑应用动量定理进行求解。 (4)位移分析：利用动量定理结合磁通量的变化量进行求解。 专题 深度剖析 返回导航 　(多选)如图所示，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。t＝0时，棒ab以初速度v0向右滑动。运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示。下列图像中可能正确的是(　　) √ √ 专题 深度剖析 返回导航 ab棒和cd棒最后做匀速运动，棒与导轨组成的回路磁通量不变化，不会产生感应电流，C正确，D错误。 专题 深度剖析 返回导航 　(2024·辽宁葫芦岛期末)如图所示，两相互平行且足够长的光滑金属导轨固定在水平面上，空间区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B＝5 T。开始两导体棒ab和cd静置于导轨上，导体棒ab质量m1＝2 kg、阻值r1＝1.0 Ω，导体棒cd质量m2＝1 kg、阻值r2＝0.5 Ω，两导体棒间距和轨道间距均为L＝1 m，轨道电阻忽略不计。现给cd一向右的初速度v0＝3 m/s，求： 专题 深度剖析 返回导航 (1)导体棒cd开始运动瞬间通过导体棒ab的电流大小； [答案]　10 A 专题 深度剖析 返回导航 (2)从cd开始运动到两棒均处于稳定状态的过程中导体棒ab产生的焦耳热。 [答案]　2 J 专题 深度剖析 返回导航 　(2024·云南师大附中期末)如图所示，平行倾斜光滑导轨与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。质量分别为2m和m的金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中de虚线的右侧有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为2m的绝缘棒a垂直于倾斜导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h。已知绝缘棒a滑到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，金属棒b进入磁场后始终 未与金属棒c发生碰撞，重力加速度为g。求： 专题 深度剖析 返回导航 (1)a棒与b棒碰后b棒的速度大小； 专题 深度剖析 返回导航 (2)两金属棒b、c上最终产生的总焦耳热。 专题 深度剖析 返回导航 随堂 巩固落实 PART 02 第二部分 25 √ √ 随堂 巩固落实 返回导航 随堂 巩固落实 返回导航 2．(动量守恒定律的应用)如图所示，两根光滑的导轨平行放置，导轨的水平部分放在绝缘水平面上，水平部分所在空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。导轨的水平部分和倾斜部分由光滑圆弧连接。两根完全相同的金属棒ab和cd质量均为m、接入电路的电阻均为R，将cd置于导轨的水平部分与导轨垂直放置，将ab置于导轨的倾斜部分与导轨垂直放置，ab离水平面的高度为h，重力加速度为g，现将ab由静止释放，求： 随堂 巩固落实 返回导航 (1)cd棒最终的速度大小； 随堂 巩固落实 返回导航 (2)整个过程中产生的焦耳热Q。 随堂 巩固落实 返回导航 $