高考物理电磁感应中动量定理和动量守恒定律的运用

高考物理电磁感应中动量定理和动量守恒定律的运用

1.如图1所示，半径为r的两半圆

形光滑金属导轨并列竖直放置，在

轨道左侧上方MN间接有阻值为R0

的电阻，整个轨道处在竖直向下的

磁感应强度为B的匀强磁场中，两轨道间距为L，一电

阻也为R0质量为m的金属棒ab从MN处由静止释放经时

间t到达轨道最低点cd时的速度为v，不计摩擦。求：

（1）棒从ab到cd过程中通过棒的电量。

（2）棒在cd处的加速度。

2.如图2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（a﹤L）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v(v﹤v0)，那么线圈

A.完全进入磁场中时的速度大于（v0+v）/2

B.完全进入磁场中时的速度等于（v0+v）/2

C.完全进入磁场中时的速度小于（v0+v）/2

D.以上情况均有可能

3.在轨宽为d的光滑水平U形金属导

轨上有一定值电阻R，电阻也为R质

量为m的导体棒AB垂直于导轨放置，

整个装置处于垂直导轨平面向上的

匀强磁场中，磁感应强度为B。现给导体棒一水平初速度v0，不计导轨电阻。求AB在导轨上滑行的距离.4.如图3所示,在水平面上

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v0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：

:1 :2 :1 :1

5.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。

6.如图所示，竖直放置的两光滑平行金属导轨，置于垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，两根质量相同的导体棒a和b ，与导轨紧密接触且可自由滑动。

先固定a，释放b，当b的速度达到10m/s时，再释放a，

经过1s后，a的速度达到12m/s，求：

（1）此时b的速度大小是多少

（2）若导轨很长，a、b棒最后的运动状态。

7.两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感强度B=的匀强磁场与导轨所在平面

垂直，导轨的电阻很小，可忽略不

计。导轨间的距离l=，两根质量

均为m=的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=Ω。在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行，大小为的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过T=，金属杆甲的加速度为a= m/s2，求此时两金属杆的速度各为多少8.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定于同一水平面内，导轨间的距离为L，导轨上平行放置两根导体棒ab和cd，构成矩形回路。已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R，其它电阻忽略不计，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导体棒均可沿导轨无摩擦的滑行。开始时，导体棒cd静止、ab有水平向右的初速度v0，两导体棒在运动中始终不接触。求：

（1）开始时，导体棒ab中电流的大小和方向；

（2）从开始到导体棒cd达到最大速度的过程中，矩形回路产生的焦耳热；

（3）当ab棒速度变为3v0/4时，cd棒加速度的大小。

d B

R N

P

Q

9、如图，相距L的光滑金属导轨，半径为R的1/4圆

弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场．金属棒ab和cd垂直导轨且接触良好，cd静止在磁场中，ab 从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触．已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为3m、电阻为r．金属导轨电阻不计，重力加速度为g．

（1）求：ab到达圆弧底端时对轨道的压力大小

（2）在图中标出ab刚进入磁场时cd棒中的电流方向

（3）若cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半，

求：cd离开磁场瞬间，ab受到的安培力大小10.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a棒一水平向左的的初速度v0，金属棒a．b与轨道始终接触良好．且a 棒与b棒始终不相碰。请问：

（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a，b的末速度为多少

（3）整个过程中产生的内能是多少

11.如图所示，电阻不计的两光滑金属导轨相距L，

放在

水平绝缘桌面上，半径为R的1/4圆弧部分处在竖直平

（3）两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热。面内，水平直导轨部分处在磁感应强度为B，方向竖直

向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘平齐。两金属棒ab、

cd垂直于两导轨且与导轨接触良好。棒ab质量为2 m，

电阻为r，棒cd的质量为m，电阻为r。重力加速度为

g。开始棒cd静止在水平直导轨上，棒ab从圆弧顶端

无初速度释放，进入水平直导轨后与棒cd始终没有接

触并一直向右运动，最后两棒都离开导轨落到地面上。

棒ab与棒cd落地点到桌面边缘的水平距离之比为3: 1。

求：

（1）棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小；

（2）棒cd在水平导轨上的最大加速度；