高中物理-杆+导轨模型-电磁感应动量综合应用

1、专项突破：动量在电磁感应中的应用、基础知识、基本题型梳理.自己创设情景，推导安培力冲量公式I安=BLq.电磁感应中流过导体截面的电荷量BLX（导体棒模型，匝数为1,故上式中匝数n取了 1） 将上式带入I=BLq得:2. 2B L x基本题型 （本部分的情景要尝试着自己逐个取推导分析，深刻理解，真正掌握！）单棒问题.无容式单棒问题（结合受力分析、牛顿第二定律分析各情景的运动性质）基本模型运动特点最终特征阻尼式逐渐减小 的减速运动静止z=o电动式JXa逐渐减小 的加速运动匀速阻尼式逐渐减小 的减速运动静止z=o电动式JXa逐渐减小 的加速运动匀速/=0 （或恒定）发电式逐渐成小 的加速运动匀速/恒

2、定分析，f#景2电动式需要考虑导体棒向右运动会产生反电动势。常考情景为阻尼式和发电式!典型例题:例1.如图所示，电阻为r、质量为m的金属棒垂直放置在水平光滑导轨上，导轨间距为L2,电阻不计，左端接阻值为R的电阻。为R的电阻。AB、CD之间存在匀强磁场，磁感应强度为 以下情况中通过电阻 R的电荷量。(1)金属棒最终冲出磁场区域(2)金属棒最终没有冲出磁场区域B,其间距为Lio金属棒以 9进入匀强磁场区域，求:例题2.如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为a(aL)的正方形闭合线圈以初速度V0垂直磁场边界滑过磁场后，速度为A.例题2.如图所示，在光

3、滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为a(aL)的正方形闭合线圈以初速度V0垂直磁场边界滑过磁场后，速度为A.完全进入磁场中时的速度大于(vo+v)/2B.完全进入磁场中时的速度等于(V0+v)/2C.完全进入磁场中时的速度小于(v0+v)/2D.以上情况均有可能v(v t CD.2杆先做减速运动，而后以罩=嬴辜无做匀速运动例题9.也用所唱.庙景均匀分布的金属杆wv两端弯折一小段后分别椅人装有水他的他儿。中.金周杆戏也为吃水 平故Fi厅加过水粮、导线勺电动势为E的电源和电希为c的电容2S相连,K为单刀双掷开关I水平方向的匀强 磁场乖f叶纸面向孔能感应强度大小

4、为比宣度为L.先照K掷向”,对电容期充电，稳定后，再将K 15向九金 屑杆向上*起.设金圜忏上升过程中始终保持水平,不计空勺阻力和电源的内阳，电容器放电时间破Jg,篁力加 速度M小幻W除城仟能上升的最大高度为邛畤8绊烂C臂-即T?用g阳4a、无外力双棒模型基本模型运动特点最终特征SSL无外力不等距式SSL无外力不等距式杆1做渐小 的加速运动杆2做“渐小 的减速运动杆1做门渐小的减速运动杆2微渐小 的加速运动/=0ff = O心产产G叱无外力等距双棒模型，应为系统的合外力为零。可采用动量守恒定律。无外力不等距双棒模型，不满足动量守恒，一般是对两根导体棒分别应用动量定理求解。例题10.如图所示，在

5、水平面上有两条导电导轨 MN、PQ,导轨间距为d,匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度的大小为 B,两根完全相同的金属杆 1、2间隔一定的距离摆开放在导轨上，且与导轨垂直。它们的电阻均为R,两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计。杆1以初速度vo滑向杆2,为使两杆不相碰,则杆2固定与不固定两种情况下，最初摆放两杆时的最少距离之比为：A.1:1xxxxxxB.1:2xxxxxxC.2:1D.1:1例题11.如图所示，两根平行光滑的金属导轨M1N1P1和M2N2P2由四分之一圆弧部分与水平部分构成，导轨末端固定两根绝缘柱，弧形部分半径r=0.8 m、导轨间距L=1 m,导轨水平

6、部分处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=2 T.两根完全相同的金属棒 a、b分别垂直导轨静置于圆弧顶端M1M2处和水平导轨中某位置，两金属棒质量均为m=1 kg,电阻均为R=2 Q棒a由静止释放，沿圆弧导轨滑入水平部分，此后，棒 b向右运动，在导轨末端 与绝缘柱发生碰撞后反弹，碰撞过程中无机械能损失，棒b接触绝缘柱之前两棒已匀速运动且未发生碰撞，棒 b与绝缘柱发生碰撞后，在距绝缘柱xi=0.5 m的A1A2位置与棒a发生碰撞，碰后停在距绝缘柱x2=0.2 m的A3A4位置，整个运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，取g=10 m/s2。(1)求棒a刚滑入水平导轨时，受到

7、的安培力大小；(2)求棒b与绝缘柱碰撞后到与棒 a碰撞前的过程，整个回路产生的焦耳热;(3)通过计算说明棒 a、b的碰撞是否是弹性碰撞.例题12.如图所示，电阻均为 R的金属棒a、b, a棒的质量为m, b棒的质量为M,放在如图所示光滑的轨道的水a棒一水平向左的的平部分，水平部分有如图所示竖直向下的匀强磁场，圆弧部分无磁场，且轨道足够长；开始给 初速度V0,金属棒a、b与轨道始终接触良好.且 a棒与ba棒一水平向左的的(1)当a、b在水平部分稳定后，速度分别为多少？损失的机械能多少?(2)设b棒在水平部分稳定后，冲上圆弧轨道，返回到水平轨道前，a棒已静止在水平轨道上，且 b棒与a 棒不相碰，然后达到新的稳定状态，最后(3)整个过程中产生的内能是多少如 图所示，光潸的间距 为九的水平放置的金属导轨右端连接一-r半径为 的竖亘半圆形金属号轨。有两个质呈分别为tn, 、3 n,由R目分别为/. 工的属棒ci6* C 分别放在水平导轨上，相距Li，棒都和导轨相垂 抵在水平导轨处，存在一竖百向下的匀强隧场, 隰感应强度的大小为F 现绐金属棒-水平向右的嘴时冲量/“，使 得苴向右运动，当金属棒机刚迸入半圆形轨 道口寸，两伞属棒的速度恰好相等，此口寸两者相距 L2 随后金属样 源迸入半圆形轨道，运动到 半圆形轨道最高点时，刚好对轨道无压力Q已知 金属导