第56讲电磁感应中的动量问题

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01考情分析目标导航目录contents02知识导图思维引航03考点探究考法突破04真题练习命题洞见01考情分析目标导航考情分析考情分析考情分析

目标要求2024·贵州·高考物理第5题2024·海南·高考物理第9题2024·湖南·高考物理第8题2024·江西·高考物理第15题2024·湖北·甲卷物理第15题目标1.会利用动量定理分析导体棒、线框在磁场中的运动。目标2.会利用动量守恒定律分析双金属棒在磁场中的运动问题。02知识导图思维引航思维导航知识导图安培力的冲量

动量守恒I=BqL电磁感应中的电路及图像问题

03考点探究考法突破考航导点动量定理在电磁感应中的应用考点1考点2动量守恒定律在电磁感应中的应用知识固本考点一.动量定理在电磁感应中的应用

知识固本考点一.动量定理在电磁感应中的应用

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向1.“单棒＋电阻”模型

C

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向1.“单棒＋电阻”模型

ABC

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向2不等间距导轨上的双棒模型

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向2不等间距导轨上的双棒模型

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向3“电容器＋棒”模型基本模型规律导轨光滑，电阻阻值为R，电容器电容为C电路特点导体棒相当于电源，电容器充电电流特点安培力为阻力，棒减速，E减小，有，电容器充电变大，当时，，棒匀速运动运动特点和最终特征棒做加速度减小的减速运动，最终做匀速运动，此时，但电容器带电荷量不为零最终速度电容器增加的电荷量：

最终电容器两端电压：

对棒应用动量定理：

图像考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向3“电容器＋棒”模型

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向3“电容器＋棒”模型

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向4.线框模型

BD

知识固本考点二.动量守恒定律在电磁感应中的应用1.问题特点：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，安培力充当系统内力，如果它们不受摩擦力，且受到的安培力的合力为0时，满足动量守恒，运用动量守恒定律解题比较方便。2.双棒模型(不计摩擦力)双棒无外力双棒有外力示意图运动过程导体棒1受安培力的作用做加速度减小的减速运动，导体棒2受安培力的作用做加速度减小的加速运动，最后两棒以相同的速度做匀速直线运动导体棒1做加速度逐渐减小的加速运动，导体棒2做加速度逐渐增大的加速运动，最终两棒以相同的加速度做匀加速直线运动动量观点系统动量守恒系统动量不守恒能量观点棒1动能的减少量棒2动能的增加量焦耳热外力做的功棒1的动能棒2的动能焦耳热F为恒力考点二.动量守恒定律在电磁感应中的应用考向洞察

考点二.动量守恒定律在电磁感应中的应用考向洞察

考点二.动量守恒定律在电磁感应中的应用考向洞察

AC

考点二.动量守恒定律在电磁感应中的应用考向洞察

考点二.动量守恒定律在电磁感应中的应用考向洞察

04真题练习命题洞见真题练习·命题洞见

加速过程中通过金属棒的电荷量等于减速过程中通过金属棒的电荷量，则减速过程由动量定理可得：A.加速过程中通过金属棒的电荷量为

B.金属棒加速的时间为

C.加速过程中拉力的最大值为

D.加速过程中拉力做的功为

由：和位移公式：加速过程中拉力逐渐增大，当撤去拉力的瞬间，拉力最大加速过程中拉力对金属棒做正功，安培力对金属棒做负功，由动能定理可知：AB真题练习·命题洞见

BD

由于金属棒ab、cd同时由静止释放，且恰好在M、N处发生弹性碰撞，则说明ab、cd在到达M、N处所用的时间是相同的，对金属棒cd和电容器组成的回路有Δq

=

C·BLΔv对cd根据牛顿第二定律有F－BIL－m2gsin30°=

m2a2真题练习·命题洞见

CD

设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有:设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0，同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有:在整个过程中，根据能量守恒有:金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为:真题练习·命题洞见

√√AC任意时刻，设电流为I，则PQ受安培力:,方向向左；MN受安培力:,方向向右可知两棒系统受合外力为零，动量守恒

真题练习·命题洞见

(1)甲杆刚进入磁场，乙杆的加速度？

真题练习·命题洞见

真题练习·命题洞见续(3)：

解得：真题练习·命题洞见根据位移关系有：

其中:

续(3)：真题练习·命题洞见

解得：

真题练习·命题洞见(2)金属环刚开始运动时的加速度大小；

真题练习·命题洞见续(3)：

真题练习·命题洞见

(1)使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行，金属框完全穿过磁场区域后，速度大小降为它初速度的一半，求金属框的初速度大小。金属框进入磁场过程中有：则金属框进入磁场过程中流过回路的电荷量为：则金属框完全穿过磁场区域的过程中流过回路的电荷量为：且有：联立有：真题练习·命题洞见

真题练习·命题洞见续(3)：

真题练习·命题洞见

真题练习·命题洞见

真题练习·命题洞见

(1)金属棒P滑出导轨时的速度大小；由于绝缘棒Q与金属棒P发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得：

，联立解得：

，由题知，碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点，则金属棒P滑出导轨时的速度大小为：真题练习·命题洞见(2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量；(3)与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。根据能量守恒有：解得：P、Q碰撞后，对金属棒P分析，根据动量定理得：又：