专题：动量与电磁感应(学案)

专题：动量与电磁感应（学案）

班级姓名学号

例、如图两条平行的光滑金属导轨足够长，其水平部分存在着坚直向上的匀强磁场，磁感应强度B=2T。导轨间距离L=0.5m，顶端所接电阻R=5Ω，现有一质量m=1kg，电阻r=3Ω的金属棒水平横放在导轨上距水平面高度h=0.2m处，现让金属棒由静止开始下滑(不计导轨电阻)，求：（1）整个过程中电阻R上热量；（2）整个过程中通过电阻R上电量；（3）整个过程中金属棒在匀强磁场中移动的位移。

变化1、如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，电阻忽略不计，其间连接一阻值为R的定值电阻。整个空间充满垂直导轨平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上，与导轨接触良好，金属棒从静止开始下落，当下落距离为h时速度达到稳定。求：金属棒下落距离h所需的时间。

变化2、两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为。导轨上面横放着两根导体棒和，构成正方形回路，如图所示。两根导体棒的质量皆为，电阻皆为，回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒静止，棒有指向棒的初速度。若两导体棒在运动中始终不接触，求：

（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少？

（2）整个过程中通过ab棒的电荷量？

（3）最终两棒之间在距离x？

（4）当棒的速度变为初速度的3/4时，棒的

加速度是多少？

变化3．如图所示，光滑导轨EF 、GH 等高平行放置，EG 间宽度为FH 间宽度的3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高。ab 、cd 是质量均为m 的金属棒，现让ab 从离水平轨道h 高处由静止下滑，设导轨足够长。试求：

(1) ab 、cd 棒的最终速度；

(2)全过程中感应电流产生的焦耳热。

(3)若导轨间距为L ，磁感应强度为B ，棒的电阻均

为R ，求：整个过程中通过ab 棒的电荷量？

练一练：如图所示，宽度为L 的平行光滑的金属轨道，左端为半径为r 1的四分之一圆弧轨道，右端为半径为r 2的半圆轨道，中部为与它们相切的水平轨道。水平轨道所在的区域有磁感应强度为B 的竖直向上的匀强磁场。一根质量为m 的金属杆a 置于水平轨道上，另一根质量为M 的金属杆b 由静止开始自左端轨道最高点滑下，当b 滑入水平轨道某位置时，a 就滑上了右端半圆轨道最高点(b 始终运动且a 、b 未相撞），

并且a 在最高点对轨道的压力大小为mg ，此过程中通过a 的电荷量为q ，a 、b 棒的电阻分别为R 1、R 2，其余部分电阻不计。在b 由静止释放到a 运动到右端半圆轨道最高点过程中，求：

（1）在水平轨道上运动时b 的最大加速度是多大？

（2）自

b 释放到a 到达右端半圆轨道最高点过程中系统产生的焦耳热是多少？

（3）a 刚到达右端半圆轨道最低点时b 的速度是多大？