高中物理模塊六動(dòng)量與動(dòng)量守恒定律考點(diǎn)3_3動(dòng)量與電磁

1、考點(diǎn)3.3動(dòng)量與電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)與動(dòng)量的結(jié)合主要有兩個(gè)考點(diǎn)：對(duì)與單桿模型，則是與動(dòng)量定理結(jié)合。例如在光滑水平軌道上運(yùn)動(dòng)的單桿（不受其他力作用），由于在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的單桿為變速運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)過程所受的安培力為變力，依據(jù)動(dòng)量定理BLx _F安tP,而又由于F安t BIL t BLq , q N二N, P mv2 mv ,由以上四R R式將流經(jīng)桿電量q、桿位移x及速度變化結(jié)合一起。對(duì)于雙桿模型，在受到安培力之外，受到的其他外力和為零，則是與動(dòng)量守恒結(jié)合考察較多1 .如圖所示，一質(zhì)量為 m的金屬桿ab,以一定的初速度V0從一光滑平行金屬軌道的底端向上滑行，軌道平面與水平面成e角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻相連，磁

2、場(chǎng)方向垂直軌道平面向上，軌道與金屬桿 ab的電阻不計(jì)并接觸良好。金屬桿向上滑行到某一高度h后又返回到底端，在此過程中（ B ）A.整個(gè)過程中合外力的沖量大小為2mvB.下滑過程中合外力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱C.下滑過程中電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱小于 1mv2 mghD.整個(gè)過程中重力的沖量大小為零L的區(qū)域內(nèi)，現(xiàn)2 .如圖所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在寬度為有一個(gè)邊長為a （a< L）的正方形閉合線圈以初速度 vo垂直磁場(chǎng)邊界滑過磁場(chǎng)后， 速度為v（v<v°）,那么線圈（B ）Lx x 吊r x x * * ； ! x x x x ! ：X X

3、 X X ：A.完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)的速度大于（V0+V）/2B.完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)的速度等于（V0+V）/2C.完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)的速度小于（vo+v） /2D.以上情況均有可能3.4.如圖所示，兩根足夠長的固定平行金屬光滑導(dǎo)軌位于同一水平面上，導(dǎo)軌上橫放著兩根相同的導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路。導(dǎo)體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質(zhì)彈簧，兩棒的中間用細(xì)線綁住，它們的電阻均為R,回路上其余部分的電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌平面內(nèi)兩導(dǎo)軌間有一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。開始時(shí)，導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。剪斷細(xì)線后，導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過程中 （AD ）A.回路中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B.兩根導(dǎo)體棒所受安培力的方向相同C.兩根導(dǎo)體棒和彈簧

4、構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒D.兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒如圖所示，在水平面上有兩條導(dǎo)電導(dǎo)軌 MN PQ導(dǎo)軌間距為d,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在的平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,兩根完全相同的金屬桿 1、2間隔一定的距離擺開放在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌垂直。它們的電阻均為R,兩桿與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì),A.1:1B.1:2C.2:1D.1:1種情況下，最初擺放兩桿時(shí)的最少距離之比為(C )金屬桿的摩擦不計(jì)。桿1以初速度V0滑向桿2,為使兩桿不相碰，則桿2固定與不固定兩5.足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌 MN、PQ水平平行固定，置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上放兩條金屬桿 ab、cd

5、,兩桿平行且與導(dǎo)軌垂直接觸良好。設(shè)導(dǎo)軌電阻不計(jì)，兩桿的電阻為定值。從某時(shí)刻起給ab施加一與導(dǎo)軌平行方向向右的恒定拉力F作用，則以下說法正確的是(BD )A. cd向左做加速運(yùn)動(dòng)B. ab受到的安培力始終向左C. ab 一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D. ab、cd均向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)后的速度始終不會(huì)相等，但最終速度差為一定值6 .如圖所示，光滑導(dǎo)軌 ER GH?高平行放置，EG間寬度為FH間寬度的3倍，導(dǎo)軌右側(cè)水 平且處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，左側(cè)呈弧形升高。ab、cd是質(zhì)量均為 m的金屬棒，現(xiàn)讓ab從離水平軌道h高處由靜止下滑，設(shè)導(dǎo)軌足夠長。試求：(1) ab、cd棒的最終速度；(2)全過程中感應(yīng)電流產(chǎn)生

6、的焦耳熱。J2gh312gh9mgh【答案】(1) a 10 b 10(2)107 .如圖所示，豎直放置的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌，置于垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩根質(zhì)量相同的導(dǎo)體棒 a和b,與導(dǎo)軌緊密接觸且可自由滑動(dòng)。先固定 a,釋放b,當(dāng)b的速度達(dá)到10m/s時(shí)，再釋放a,經(jīng)過1s后，a的速度達(dá)到12m/s,則(1)此時(shí)b的速度大小是多少？(2)若導(dǎo)軌很長，a、b棒最后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?！敬鸢浮?1)18m/s (2)以共同速度做加速度為 g的勻加速運(yùn)動(dòng)8 .兩根平行的金屬導(dǎo)軌，固定在同一水平面上，磁感強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直，導(dǎo)軌的電阻很小， 可忽略不計(jì)。導(dǎo)軌間的距離l =

7、0.20m,兩根質(zhì)量均為 m=0.10kg的平行金屬桿甲、乙可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中與導(dǎo)軌保持垂直，每根金屬桿的電阻為 R=0.50Qo在t=0時(shí)刻，兩桿都處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)有一與導(dǎo)軌平行，大小為0.20N的恒力F作用于金屬桿甲上，使金屬桿在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。經(jīng)過T=5.0s ,金屬桿甲的加速度為a=1.37 m/s 2,求此時(shí)兩金屬桿的速度各為多少？【答案】8.15m/s 1.85m/sI 乙甲一：I9 .質(zhì)量為m的金屬棒ab,可以無摩擦地沿水平的平行導(dǎo)軌MM< PQ滑動(dòng)，兩導(dǎo)軌間寬度為d,導(dǎo)軌的 M P端與阻值為 R的電阻相連，其他電阻不計(jì)，導(dǎo)軌處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度

8、為 B,設(shè)棒ab的初速度為V0,求棒ab停止下來時(shí)滑行的距離及在此過 程中通過棒的電荷量。10.如圖所示，足夠長的光滑水平導(dǎo)軌的間距為l ,電阻不計(jì)，垂直軌道平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌上相隔一定距離放置兩根長度均為l的金屬棒，a棒質(zhì)量為 m電阻為R b棒質(zhì)量為2nl電阻為2R.現(xiàn)給a棒一個(gè)水平向右的初速度 vO,求：（a棒在以后 的運(yùn)動(dòng)過程中沒有與 b棒發(fā)生碰撞） （1） b棒開始運(yùn)動(dòng)的方向：（2）當(dāng)a棒的速度減為v0時(shí)，b棒剛好碰到了障礙物，經(jīng)過很短時(shí)間to速度減為零（不反彈）.求碰撞過程中障礙物對(duì)b棒的沖擊力大?。海?） b棒碰到障礙物后，a棒繼續(xù)滑行的距離.【答案】（1）向右（

9、2）mvo2t73mvoR(3)2 22B2I2B11.如圖所示，在方向豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條光滑固定的平行金屬導(dǎo)軌MN PQ導(dǎo)軌足夠長，間距為 L,其電阻不計(jì)，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直，ab、cd為兩根垂直于導(dǎo)軌水平放置的金屬棒，其接入回路中的電阻分別為R質(zhì)量分別為 m與金屬導(dǎo)軌平行的水平細(xì)線一端固定， 另一端與cd棒的中點(diǎn)連接，細(xì)線能承受的最大拉力為 T, 一開始細(xì)線處于伸直狀態(tài)， ab棒在平行導(dǎo)軌的水平拉力 F的作用下以加速度 a向右做勻 加速直線運(yùn)動(dòng)，兩根金屬棒運(yùn)動(dòng)時(shí)始終與導(dǎo)軌接觸良好且與導(dǎo)軌相垂直。(1)求經(jīng)多長時(shí)間細(xì)線被拉斷？(2)若在細(xì)線被拉斷瞬間撤去拉力F,求兩根

10、金屬棒之間距離增量x的最大值是多少？22RT2mR T言才(2) X47VB L aR L12.如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌 MN PQ相距為d=1.0m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角為a =30° ,導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻R=1.6 ，導(dǎo)軌電阻不計(jì).整個(gè)裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.金屬棒 ef垂直于MN PQ靜止放置，且與導(dǎo)軌保持良好接觸，其長剛好為 d、質(zhì)量n=0.1kg、電阻r=0.4Q,距導(dǎo)軌底端 S=3.75m.另一根與金屬棒平行放置的絕緣棒gh長度也為d,質(zhì)量為-,從軌道最低點(diǎn)以速度 V0=10m/s沿2軌道上滑并與金屬棒發(fā)生正碰（碰撞時(shí)間極

11、短），碰后金屬棒沿導(dǎo)軌上滑&=0.2m后再次靜止，測(cè)得此過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為 Q=0.2J .已知兩棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為=,g 取 10m/s：求： 3（1）碰后瞬間兩棒的速度；（2）碰后瞬間的金屬棒加速度；（3）金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。2【答案】（1）3m/s -1m/s負(fù)號(hào)表小萬向沿導(dǎo)軌平面向下（2）25m/s萬向沿導(dǎo)軌平面向下（3）0.2s13 .如圖所示，金屬桿 a在離地h高處從靜止開始沿弧形軌道下滑，導(dǎo)軌平行的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng) B,水平部分導(dǎo)軌上原來放有一金屬桿b.已知桿的質(zhì)量為且與b桿的質(zhì)量比為 m ： mb=3 ： 4,水平導(dǎo)軌足夠長，不計(jì)摩擦，

12、求：(1) a和b的最終速度分別是多大？(2)整個(gè)過程中回路釋放的電能是多少？(3)若已知a、b桿的電阻之比 R： R=3： 4,其余電阻不計(jì)，整個(gè)過程中a、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少？34 12 一 16 一一，2gh-maghmagh-magh【答案】(1) 7(2) 7(2) 494914 .如圖所示，電阻不計(jì)的兩光滑金屬導(dǎo)軌相距L,放在水平絕緣桌面上，半徑為 R的1/4圓弧部分處在豎直平面內(nèi)且與水平直軌道在最低點(diǎn)相切，水平直導(dǎo)軌部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，末端與桌面邊緣平齊。兩金屬棒ab、cd垂直于兩導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好。棒 ab質(zhì)量為2 m電阻為r,棒cd的質(zhì)量為

13、m電阻為r。重力加速度為go開始時(shí)棒cd靜止在水平直導(dǎo)軌上，棒 ab從圓弧頂端無初速度釋放，進(jìn)入水平直導(dǎo)軌后與棒cd始終沒有接觸并一直向右運(yùn)動(dòng)，最后兩棒都離開導(dǎo)軌落到地面上。棒ab與棒cd落地點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離之比為3:1。求：15 .棒ab和棒cd離開導(dǎo)軌時(shí)的速度大?。?6 . (2)棒ab在水平導(dǎo)軌上的最大加速度；17 . (3)棒ab在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。6 2B L 2gR112gR -j'2gRa Q mgR【答案】(1) 77(2)4mr (3)4918 .如圖所示，電阻不計(jì)的兩根平行且彎成直角足夠長金屬導(dǎo)軌MON PO Q導(dǎo)軌間距為l ,MO PO處在同一水

14、平面內(nèi)，磁場(chǎng)方向豎直向上，ON O Q處在同一豎直面內(nèi)，磁場(chǎng)方向水平向左，且水平和豎直磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,。如圖所示，質(zhì)量均為mi電阻均為R的兩根相同導(dǎo)體棒 a、b垂直于導(dǎo)軌分別放在水平部分和豎直部分，開始時(shí)使a、b都處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)一切摩擦，兩棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度為g,求：(1)現(xiàn)釋放a,某時(shí)刻a的速度為vi, b的速度為V2,需經(jīng)過多長時(shí)間？(2)該時(shí)刻a、b與導(dǎo)軌所組成的閉合回路消耗的總電功率；(3)試確定兩棒穩(wěn)定時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況?！敬鸢浮?1) (vi + V2)/g (2) B2l2 (vi V2)vi/2R (3)最終兩桿以相同大小的加速度勻 加速液滴加速度為 g/

15、204,19 .如圖所示，寬度為 L的光滑平行金屬導(dǎo)軌 PQ和P' Q'傾斜放置，頂端 QQ之間連接個(gè)阻值為 R的電阻和開關(guān) S,底端PP處通過一小段平滑圓弧與一段光滑水平軌道相連.已知水平軌道離地面的高度為 h,兩傾斜導(dǎo)軌間有一垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)弓雖度為B;有兩根長均為 L、質(zhì)量均為mi電阻均為R的金屬棒AA、CC .當(dāng)金 屬棒CC放置在水平軌道右端時(shí)，兩水平軌道間就會(huì)出現(xiàn)豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，此時(shí)開關(guān) S處于斷開狀態(tài)；而如果金屬棒CC 一離開水平軌道，水平軌道間的磁場(chǎng)就馬上消失，同時(shí)開關(guān)S馬上閉合.現(xiàn)把金屬棒 CC放在光滑水平軌道上右端，金屬棒AA離水平軌道高為 H的地方以較大的初速度