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专题：电磁感应中的动量应用课件

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新教材高中物理精品课件 专题强化十七 动量观点在电磁感应中的应用

新教材高中物理精品课件 专题强化十七 动量观点在电磁感应中的应用
题 干
【针对训练1】 (2021·天津红桥区第二次质量调查)如图2所示，两
足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两
导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻
为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后
流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，
图2
体棒 ab 的质量为 m、电阻值为 R、长度为 L，ab 棒在功率恒定、方向水平向右的推
力作用下由静止开始沿导轨运动，经时间 t 后撤去推力，然后 ab 棒与另一根相同的
导体棒 cd 发生碰撞并粘在一起，以 3 2gr的速率进入磁场，两导体棒穿过磁场区域
后，恰好能到达 CC′处。重力加速度大小为 g，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且
解析 (1)由题意得导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为 vm，由机械能守恒定律得
mgh＝12mv2m 解得 vm＝ 2gh
电流稳定后，导体棒做匀速运动，此时导体棒受到的重力和安培力平衡，有mg＝ILB
解得 B＝mILg。 (2)感应电动势 E＝BLv
感应电流 I＝ER
解得 v＝Im2Rg。
(3)感应电动势最大值 Em＝BLvm 感应电流最大值 Im＝ERm 解得 Im＝mgIR2gh 金属棒进入磁场后，由动量定理有
Qa＝16Q 总＝0.2 J。
题
答案 (1)4 m/s (2)0.2 J
干
【针对训练 2】 (2021·安徽阜阳市教学质量统测)如图 4，两平行光滑金属导轨 ABC、
A′B′C′的左端接有阻值为 R 的定值电阻 Z，间距为 L，其中 AB、A′B′固定于同一水平 面(图中未画出)上且与竖直面内半径为 r 的14光滑圆弧形导轨 BC、B′C′相切于 B、B′ 两点。矩形 DBB′D′区域内存在磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场。导

2025年高考物理一轮总复习课件第12章专题强化19动量观点在电磁感应中的应用

2025年高考物理一轮总复习课件第12章专题强化19动量观点在电磁感应中的应用

质量mb＝ma 电阻rb＝ra 长度Lb＝La 摩擦力Ffb＝Ffa
第十二章 电磁感应
高考一轮总复习 • 物理
返回导航
光滑的平行导轨
不光滑的平行导轨
开始时，两杆受安培力 开始时，若Ff<F≤2Ff，则a杆先变加 运动 做变加速运动；稳定时， 速后匀速运动；b杆静止。若F>2Ff，
a杆先变加速后匀加速运动，b杆先静 分析 两杆以相同的加速度做
高考一轮总复习 • 物理
返回导航
光滑的平行导轨
不光滑的平行导轨
动量 两杆组成的系统动量不守恒 两杆组成的系统动量不守恒
观点 对单杆可以用动量定理
对单杆可以用动量定理
第十二章 电磁感应
高考一轮总复习 • 物理
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(多选)如图所示，水平固定且间距为L的平行金属导轨处在垂 直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导轨上有a、b 两根与导轨接触良好的导体棒，质量均为m，电阻均为R。现对a施加水 平向右的恒力，使其由静止开始向右运动。当a向右的位移为x时，a的 速度达到最大且b刚要滑动。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为μ，设 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，重力加速度为g。则下 列说法正确的是( BC )
第十二章 电磁感应
高考一轮总复习 • 物理
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(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。
(2)在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左 端连接电阻R1＝2R0，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图(b)所 示。让金属框以与(1)中相同的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中 金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。求在金属框整个运动过 程中，电阻R1产生的热量。

动量观点在电磁感应中的应用ppt(含电容器)

动量观点在电磁感应中的应用ppt(含电容器)
动量观点在电磁感应中的应用 （含电容器）
一、单杆+电容+初速度
1．电路特点 导体棒相当于电源;电容器被充电.
v0
2．电流的特点
导体棒相当于电源; F安为阻力，棒减速, E减小
有I感
I Blv UC R
I感渐小
电容器被充电。 UC渐大，阻碍电流
3．当a运渐B动小lv特=的U点减C时速，运I=动0，，最F安终=做0，匀棒匀v0 速v运动。
I
CBlF m CB2l2
(3)导体棒受安培力恒定：
FB
CB2l 2F m CB2l 2
v v0
(4)导体棒克服安培力做的功等于 电容器储存的电能：
证明
W克B
1 C（Blv）2 2
O
F
t
4．几种变化： (1)导轨不光滑
(2)恒力的提供方式不同
FB
h
mmgg
B
B
Fቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
F
(3)电路的变化
F
练习：
F
导体棒为发电棒；电容器被充电。
2．三个基本关系
导体棒受到的安培力为： FB BIl
导体棒加速度可表示为： 回路中的电流可表示为：
a F FB m
I Q CE CBlv CBla t t t
3．四个重要结论：
(1)导体棒做初速度为零 匀加速运动：
a
m
F CB2l
2
(2)回路中的电流恒定：
速运动。
4．最终特征 匀速运动
v
但此时电容器带电量不为零 O
t
5．最终速度
v0
电容器充电量： q CU
最终导体棒的感应电动
势等于电容两端电压： U Blv

2023年新教材高中物理第2章电磁感应专项2电磁感应中的动量和能量问题课件粤教版选择性必修第二册

2023年新教材高中物理第2章电磁感应专项2电磁感应中的动量和能量问题课件粤教版选择性必修第二册

(3)对ab棒和cd棒从解除锁定到开始以相同的速度做匀速运动过程， 由能量守恒求出总热量，再由串联电路中热量按电阻比例分配的规律， 求出ab棒中的热量．
解：(1)0～1 s 时间内由于磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律 E＝ΔΔΦt ＝ΔΔBtS＝ΔBΔtL2和闭合电路欧姆定律 I＝R1＋E R2，
度 B2 沿导轨平面向上，cd 棒也匀速运动，则有
2mgsin
37°－μ2mgcos
37°＋B2×12×B21Rdv×d＝0，
将 v＝mB12gdR2代入解得 B2＝32B1.
三、用“三大观点”解决电磁感应问题 掌握利用动量、能量的观点解决电磁感应问题，会根据相关条件分 析双杆切割磁感线运动问题，会用“三大观点”解决此类问题.
第二章 电磁感应
专项二 电磁感应中的动量和能量问题
一、电磁感应中的动量问题
示意图
导体棒 1 受安培力的作用做加 导体棒 1 做加速度逐渐减小
动力学 观点
速度减小的减速运动，导体棒 的加速运动，导体棒 2 做加 2 受安培力的作用做加速度减 速度逐渐增大的加速运动， 小的加速运动，最后两棒以相 最终两棒以相同的加速度做二、Fra bibliotek磁感应中的能量问题
电磁感应问题中的能量转化及焦耳热的求法
(1)能量转化．
其他形式 的能量
克―服―安→培
力做功
电 能
电―流―做→功
焦耳热或其他 形式的能量
(2)求解焦耳热 Q 的三种方法.
焦耳定律 功能关系
能量转化
Q＝I2Rt Q＝W克服安培力 Q＝ΔE其他能的减少量
(3)解决电磁感应能量问题的策略是“先源后路、先电后力，再是运 动、能量”，即：
解：(1)ab 棒刚进入磁场 B1 时电压传感器的示数为 U，根据闭合电 路欧姆定律得 E1＝U＋2UR·R，

高考物理二轮复习课件：电磁感应中的动量问题

高考物理二轮复习课件：电磁感应中的动量问题

导轨下滑。导轨电阻不计，整个过程中金属棒MN和PQ未相碰，则( )
A．释放后金属棒MN最终停在水平轨道上
BD
B．金属棒MN刚进入磁场时，金属棒PQ两端电压大小
C．整个过程中流过金属棒PQ的电荷量为
D．整个过程中金属棒MN产生的焦耳热为
作业：
1.整理笔记（电磁感应公式、模型、动量知识点+例题） 2.完成电磁感应中动量问题巩固练习
对于双杆模型，在受到安培力之外，若其他外力 之和为零，则考虑应用动量守恒定律处理问题。
1.AB杆受一冲量作用后以初速度 v0=4m/s，沿水平面内的固定轨道运动，经一段时间后而停 止。AB的质量为m=5g，导轨宽为L=0.4m，电阻为R=2Ω，其余的电阻不计，磁感强度B=0.5T，
棒和导轨间的动摩擦因数为μ=0.4，测得杆从运动到停止的过程中通过导线的电量q=10－2C，
（2）线框上边框进入磁场时的速度。
解析：（2）线框进入磁场的过程，
平均感应电动势
平均感应电流
，电荷量
3.如图所示，两根水平固定的足够长平行光滑金属导轨上，静止放着两根质量为m、长度为L、
电阻为R的相同导体棒ab和cd，构成矩形回路(ab、cd与导轨接触良好)，导轨平面内有竖直向
上的A．匀a强b将磁向场B右。做现匀给加cd速一运个动初速度v0，则(
(2)从开始运动到最终稳定,求电路中产生的电能;
(3)求两棒之间的最大距离.
一、单棒问题
阻尼式
v0
电动式
F
发电式
运动特点
a逐渐减小的减速运动
a逐渐减小的加速运动
a逐渐减小的加速运动
最终特征
静止 I=0
匀速 I=0 或恒定
匀速 I 恒定

2023届高考物理一轮复习电磁感应中的动量(一)课件

2023届高考物理一轮复习电磁感应中的动量(一)课件
电磁感应中的动量（一）
一、知识梳理
动量定理在电磁感应问题中的运用
研究对象：切割磁感线的单棒（或矩形框）
规律：动量定理、电流定义式
BIL t P mv mv0
q
I
t

p mv mv0
q

BL
BL
0
由法拉第电磁感应定律有：
∆ ∆
=
=
∆
∆
由闭合电路欧姆定律有：
磁场后速度变为（ < 0）,则（
）

0 +
A．完全进入磁场中时线圈的速度大于
2
0 +
B．安全进入磁场中时线圈的速度等于
2
0 +
C．完全进入磁场中时线圈的速度小于
2
D．无法判断

0
【解析】由于进入磁场和离开磁场两段过程中，穿过线圈回路的磁通量变化量Δ
相同，故有0 = =
Δ
=
− ∙ ∆ = ∆ = − 0

=
∆


∆ − 0
=
=


由电流的定义式有：

=
∆
化简得： =
∆

=
∆

=


=
∆

=


=
−0

二、典例分析
【例1】如图所示，在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁场分布在宽为的
区域内，有一个边长为（ < ）的正方形闭合线圈以初速0垂直磁场边界滑过
金属棒从开始运动到静止的过程中金属棒通过的位移。
R
【解析】由分析知金属棒稳定后将处于静止状态，由动量定理有

电磁感应现象中的动量问题课件


F
(1)导体棒做初速度为零 a
F
匀加速运动：
m B2L2C
(2)回路中旳电流恒定：
I
CBLa
CBLF m CB2L2
(3)导体棒受安培力恒定：
CB2 L2 F
F安 m CB2 L2
(4)导体棒克服安培力做旳功等于
电容器储存旳电能：
v v0
证明
2023/12/5
W克B
1 C（Blv）2 2
O
3、两个导体棒之间旳距离降低旳最大值
N V0
总结：无外力双棒问题
基本模型
无外力
等距式
1
2
运动特点
杆1做a渐小 v0 旳加速运动
杆2做a渐小 旳减速运动
最终特征
v1=v2
I＝0
系统规律
动量守恒 能量守恒
无外力 不等距式
v0
2
1
杆1做a渐小 旳减速运动
杆2做a渐小 旳加速运动
a＝0 I＝0
动量不守恒
L1v1=L2v2 能量守恒
利用电荷量与磁通量旳变化旳关系，能够研究变速运动旳位移
∑BL∆q=mV-mV0
q N N BS =N Bdx
t
t
t
变速运动旳运动分析与电量问题问题 例四、如图，水平放置旳U形金属导轨一端连接一种电容为C旳电容器， 整个空间有竖直向下旳匀强磁场，导轨上横放一根长为L、质量为m旳 金属杆。若电容器最初带有电荷Q，闭合开关后最终稳定时，电容器上 剩余带电量多大？金属杆旳速度多大？
力，求：
（1）两棒最终加速度各是多少；
（2）棒ab上消耗旳最大电功率。
a
c
L1
B
L2
F

高中物理课件： 动量观点在电磁感应中的应用

A.两棒组成的系统动量守恒B.最终通过两棒的电荷量为 C. 棒最终的速度为 D.从 棒获得初速度到二者稳定运动过程中产生的焦耳热为
√
√
例2 [2022·义乌中学模拟] （多选）如图所示，在垂直纸面向里的有界匀强磁场区域的左侧，一正方形导线框以 的初速度沿垂直于
BC
A. B. C. D.
A.当流过棒的电荷量为 时，棒的速度为 B.当棒发生位移为 时，棒的速度为 C.在流过棒的电荷量达到 的过程中，棒释放的热量为 D.整个过程中定值电阻 释放的热量为
√
变式1 [2022·温州中学模拟] （多选）如图甲所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨 和 ，两
导轨间距为 ，电阻均可忽略不计.在 和 之间接有阻值为 的定值电阻，导体杆 质量为 、电阻为 ，与导轨垂直且接触良好.整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为 的匀强磁场中.现给杆 一个初速度 ，使杆沿导轨向右运动，则( )
甲
乙
（1）恒流源的电流 ；
[答案]
（2）线圈电阻 ；
[答案]
（3）时刻 .ຫໍສະໝຸດ [答案] A.当杆 刚具有初速度 时，杆 两端的电压 ，且 点电势高于 点电势B.通过电阻 的电流 随时间 的变化率的绝对值逐渐增大C.若将 和 之间的电阻 改为接一电容为 的电容器，如图乙所示，同样给杆 一个初速度 ，使杆向右运动，则杆 稳定后的速度为 D.在C选项中，杆稳定后 点电势高于 点电势
（1）求金属棒 到达斜面底端 时的速度；
[答案]
（2）求金属棒 从距水平面高为 处由静止开始下滑到斜面底端 的过程中，金属棒上产生的热量；
[答案]
（3）若金属棒 在水平轨道上的运动时间为 ，求金属棒在水平轨道上运动的位移.

高中物理精品课件：动量定理在电磁感应中应用

注意：明确对象与过程、取正方向（矢量）、合外力 冲量、思考造成的动量变化原因
动量定理在电磁感应中应用
体验思考：
1、如何抽纸，杯子基
FF
本在原位置不移动？
2、具体量化一引题目：杯子看成质量为m的质 点,静止放置于桌子边缘的纸面上，现在迅速抽拉 纸，杯子水平向右平抛出，落在距离桌面高为h 、距桌面边缘水平距离为x的地面上，求这过程纸 片给杯子的冲量。
应用动量定理解题的步骤： 1)选取研究对象、过程 2）规定正方向（矢量式） 3）受力分析——合外力的冲量 4）状态分析——确定初末状态的动量 5）例式求解
稳定运动状态，其它条件不变，这一过程的位移为多大。
a
a
R
v0
b
R
vF0
b
题目2．如图所示，光滑平行导轨abcd与ABCD，导轨的水平 部分bcd、 BCD处于竖直向上的匀强磁场中，abc段导轨宽度 为2L,CD段轨道宽度为L，轨道足够长，电阻不计。将质量都 是m、电阻都是R的金属棒P和Q分别置于轨道的ab段和cd段。 P棒位于距水平轨道高为h的地方，放开P棒，使其自由下滑， 求1)P棒和Q棒的最终速度;2)从P进入磁场开始到P、Q达到稳 定速度这过程P、Q与轨道构成的面积减少多少（相对位移可 以求吗？）。
属框架、金属棒及导线的电阻均可忽略不计），整个装置处
在向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现给棒一个初
速v0，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如下左图所示。 （1）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求通过电阻R
的电量；
（2）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求金属棒通
过的位移；
（3）如右下图所示，受向右恒力F，由静止开始经时间t达到
（3）火箭脱离导轨时，喷气孔打开，在极短的时间内喷射出质量 为m´的燃气，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度为u，求喷气后火 箭增加的速度△v．（提示：可选喷气前的火箭为参考系）

2025届高考物理一轮复习课件第十二章第5课时专题强化：动量观点在电磁感应中的应用


考点一 动量定理在电磁感应中的应用
A.图甲中，ab棒先做匀减速运动， 最终做匀速运动
√B.图乙中，ab棒先做加速度越来越
小的减速运动，最终静止 C.两种情形下通过电阻的电荷量一样大 D.两种情形下导体棒ab最终都保持匀速运动
考点一 动量定理在电磁感应中的应用
题图甲中，导体棒向右运动切割 磁感线产生感应电流而使电容器 充电，由于充电电流不断减小， 安培力减小，则导体棒做变减速 运动，当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电 路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动，故A错误；
(2)求稳定后电容器所带电荷量Q。
答案
C2B2L2E m＋CB2L2
由(1)代入可得 Q＝CU′＝CBLv＝mC＋2BC2LB22EL2
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< 考点二 >
动量守恒定律在电磁感应中的应用
考点二 动量守恒定律在电磁感应中的应用
1.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。
运动
最终状态
a＝0，I＝0，v1＝v2
考点二 动量守恒定律在电磁感应中的应用
动量守恒m2v0＝(m1＋m2)v 系统规律 能量守恒 Q＝12m2v02－12(m1＋m2)v2
两棒产生焦耳热之比QQ12＝RR12
考点一 动量定理在电磁感应中的应用
此时电容器两极板间电压为U′＝E感 电容器带电荷量为：Q＝CU′＝CBLv 电容器电荷量减少ΔQ＝Q0－Q＝C(E－BLv) Δt 时间内流经金属棒的平均电流 I ＝ΔΔQt 对金属棒 ab，由动量定理得 B I LΔt＝mv 解得 v＝m＋CBCLBE2L2
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B 2l 2 v0 a 4m R
例题1:如图所示磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向下，水平 导轨宽为L，闭合开关k，质量为m的光滑金属棒ab从h高处水平 抛出，水平射程为s，求通过金属棒的电荷量是多少？
例1：如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨 PQ、MN，间距为d=0.5m，P、M两端接有一只理想电压表V， 整个装置处于竖直向下的磁感强度B=0.2T的匀强磁场中， 电阻均为r=0.1Ω ，质量分别为m1=300g和m2=500g的两金属 棒L1，L2平行地搁在F=0.08N的作用下，由静止开始作加速运动。试求：
23．(10分)【加试题】某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火 箭发射装置，如图所示。竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨， 间距为L。导轨间加有垂直导轨平面向里的匀强磁场B。绝缘火箭支撑 在导轨间，总质量为m，其中燃料质量为m´，燃料室中的金属棒EF电 阻为R，并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触。 引燃火箭下方的推进剂，迅速推动刚性金属棒CD(电阻可忽略且 和导轨接触良好)向上运动，当回路CEFDC面积减少量达到最大值Δ S， 用时Δ t，此过程激励出强电流，产生电磁推力加速火箭。在Δ t时间内， 电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体．当燃烧室下方的 可控喷气孔打开后。喷出燃气进一步加速火箭。 (1)求回路在Δ t时间内感应电动势的平均值及通过金属棒EF的电荷量， 并判断金属棒EF中的感应电流方向； (2)经Δ t时间火箭恰好脱离导轨．求火箭脱离时的速度v0； (不计空 气阻力) (3)火箭脱离导轨时，喷气孔打开，在极短的时间内喷射出质量为m´ 的燃气，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度为u，求喷气后火箭增加的 速度Δ v。(提示：可选喷气前的火箭为参考系)
22.（10分）【加试题】为了探究电动机转速与弹簧伸 长量之间的关系，小明设计了如图所示的装置。半径 为ll的圆形金属导轨固定在水平面上，一根长也为l、电 阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好，另一端固定在 圆心处的导电转轴oo’上，由电动机A带动旋转。在金 属导轨区域内存在垂直于导轨平面，大小为B1、方向 竖直向下的匀强磁场。另有一质量为m、电阻为R的金 属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内，并与固定在竖 直平面内的“U”型导轨保持良好接触，导轨间距为l， 底部接阻值也为R的电阻，处于大小为B2、方向垂直导 轨平面向里的匀强磁场中，从圆形金属导轨引出导线 和通过电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连 接。当开关S断开，棒cd静止时，弹簧伸长量为x0；当 开关S闭合，电动机以某一速度匀速转动，棒cd再次静 止，弹簧伸长量变为x（不超过弹性限度）。不计其余 电阻和摩擦等阻力，求此时 （1）通过棒cd的电流Icd； （2）电动机对该装置的输出功率P； （3）电动机转动角速度ω 与弹簧伸长量x之间的函数 关系。
（ （1 2）棒 ）若在棒 L2能达到的最大速度 L2达vm时撤去外力 vm； F，并同时释放棒L1，求释放 棒L1后通过棒L1的电荷量是多少？
(1)1.6m/s (2)3c
课内练习：两根足够长的固定的光滑平行金属导轨位于同一水 平面内，两导轨 间的距离为 l 。导轨上面横放着两根导体棒， 构成矩形回路，如图所示。两根导体棒的质量皆为m，电阻皆 为R，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B。开始时，棒有指向棒的初 速度v0，若将棒固定且两导体棒在运动中始终不接触，求： （1）棒ab运动过程中通过它的电荷量？棒ab运动的距离？ （2）若棒cd可以自由滑动，当棒ab的速度变为初速度的3/4时， 棒cd的加速度是多少？ 2mv 0 R mv 0 x q 2 2 B l Bl