,电磁感应,中的动量问题,第,21,练,电磁感应中的动量问题第21练,1.(2020,云南昆明市五华区联考,),如图,1,，在竖直向下的磁感应强度为,B,的匀强磁场中，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，相距为,L,，电阻不计,.,轨道左侧连接一阻值为,R,的定值电阻,.,质量为,m,、电阻不计的导体棒,ab,水平放置在导轨上，,ab,垂直于导轨,.,施加大小为,F,的水平恒力，使,ab,由静止开始沿导轨运动，经过时间,t,，,ab,通过的位移为,x,，速度变为,v,，整个运动过程中,ab,与导轨接触良好,.,关于这一过程，下列说法正确的,是,A.,ab,做匀加速,直线运动,B.,ab,的动能变化量为,Fx,C.,ab,的动量变化量为,Ft,D.,定值电阻上产生的焦耳热为,Fx,m,v,2,1,2,3,4,5,6,7,A,级保分练,图,1,1.(2020云南昆明市五华区联考)如图1，在竖直向下的磁,解析,F,大小不变，速度变化时安培力一定变化，所以,ab,不可能做匀加速直线运动；,ab,运动过程中除恒力,F,外还受安培力，动能和动量变化时，应该考虑合外力，,B,、,C,错误；,1,2,6,7,3,4,5,解析F大小不变，速度变化时安培力一定变化，所以ab不可能做,2.,(,多选,),(2020,河南九师联盟质检,),如图,2,所示，一长为,L,1 m,、质量为,m,1 kg,的导体棒,ab,垂直放在固定的足够长的光滑,U,形导轨底端，导轨宽度和导体棒等长且接触良好，导轨平面与水平面成,30,角，整个装置处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为,B,0.5 T.,现给导体棒沿导轨向上的初速度,v,0,4 m,/s,，经时间,t,0,0.5 s,，导体棒到达最高点，然后开始返回，到达底端前已做匀速运动,.,已知导体棒的电阻为,R,0.05,，其余电阻不计，重力加速度,g,取,10 m/,s,2,，忽略电路中感应电流之间的相互作用，,则,A.,导体棒到达导轨平面底端时，流过导体棒的电流为,5 A,B.,导体棒到达导轨平面底端时的速度大小为,1 m/s,C.,导体棒从开始运动至到达顶端的过程中，通过导体棒的电荷量为,3 C,D.,导体棒从开始运动到返回底端的过程中，回路中产生的电能为,15,J,1,2,6,7,图,2,3,4,5,2.(多选)(2020河南九师联盟质检)如图2所示，一长为,1,2,6,7,3,4,5,1267345,3.,(,多选,),(2020,山东临沂市上学期期末,),如图,3,所示，水平面上有相距为,L,的两光滑平行金属导轨，导轨上静止放置着金属杆,a,和,b,(,杆,a,、,b,均与导轨垂直,),，两杆均位于匀强磁场的左侧，让杆,a,以速度,v,向右运动，当杆,a,与杆,b,发生弹性碰撞后，两杆先后进入右侧的磁场中，当杆,a,刚进入磁场时，杆,b,的速度刚好为,a,的一半,.,已知杆,a,、,b,的质量分别为,2,m,和,m,，接入电路的电阻均为,R,，其他电阻忽略不计，设导轨足够长，磁场足够大，,则,1,2,6,7,图,3,3,4,5,3.(多选)(2020山东临沂市上学期期末)如图3所示，水,1,2,6,7,3,4,5,1267345,1,2,6,7,3,4,5,1267345,4.,(,多选,),(2020,安徽芜湖市模拟,),如图,4,所示，,MN,和,PQ,是电阻不计的平行金属导轨，其间距为,L,，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，固定在水平面上，右端接一个阻值为,R,的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为,d,、方向竖直向上、磁感应强度大小为,B,的匀强磁场，质量为,m,、电阻也为,R,的金属棒从高为,h,处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止,.,已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为,，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中,(,重力加速度为,g,),A.,金属棒克服安培力做的功等于金属棒产生的焦耳热,B.,金属棒克服安培力做的功为,mgh,1,2,6,7,图,4,3,4,5,4.(多选)(2020安徽芜湖市模拟)如图4所示，MN和P,解析,根据功能关系知，金属棒克服安培力做的功等于金属棒以及电阻,R,上产生的焦耳热之和，故,A,错误,.,设,金属棒克服安培力所做的功为,W,.,对整个过程，由动能定理得,mgh,mgd,W,0,，得,W,mg,(,h,d,),，故,B,错误,.,1,2,6,7,3,4,5,解析根据功能关系知，金属棒克服安培力做的功等于金属棒以及电,1,2,6,7,3,4,5,1267345,5.(2020,东北师大等联盟学校检测,),如图,5,所示，两电阻不计的光滑平行金属导轨固定在竖直平面内，两导轨间的距离为,L,，导轨顶端连接定值电阻,R,，导轨上有一质量为,m,，长度为,L,，电阻不计的金属杆，杆始终与导轨接触良好,.,整个装置处于磁感应强度为,B,的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里,.,现将杆从,M,点以,v,0,的速度竖直向上抛出,，,经历,时间,t,，到达最高点,N,，重力加速度大小为,g,.,求,t,时间内,：,(1),流过电阻的电荷量,q,；,1,2,6,7,图,5,B,级争分练,3,4,5,5.(2020东北师大等联盟学校检测)如图5所示，两电阻不,1,2,6,7,3,4,5,1267345,(2),电阻上产生的电热,Q,.,1,2,6,7,3,4,5,(2)电阻上产生的电热Q.1267345,6.(2020,天津市河西区,3,月,调研,),如图,6,所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度,B,1 T,，每一条条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为,d,0.5 m,，现有一边长,l,0.2 m,、质量,m,0.1 kg,、电阻,R,0.1,的正方形导线框,MNOP,以,v,0,7 m/s,的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场，求,：,(1),线框,MN,边刚进入磁场时受到安培力的大小,F,；,1,2,6,7,图,6,答案,2.8 N,3,4,5,6.(2020天津市河西区3月调研)如图6所示，空间等间距,解析,线框,MN,边刚进入磁场区域时有,E,BL,v,0,E,IR,F,ILB,联立,解得：,F,2.8 N,1,2,6,7,3,4,5,解析线框MN边刚进入磁场区域时有1267345,(2),线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热,Q,；,1,2,6,7,答案,2.45 J,解析,设线框水平速度减为零时，下落高度为,H,，此时速度为,v,H,，由能量守恒可得：,根据自由落体规律有：,v,H,2,2,gH,3,4,5,(2)线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q；1,(3),线框能穿过的完整条形磁场区域的个数,n,.,1,2,6,7,答案,4,3,4,5,(3)线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n.1267答案4,1,2,6,7,解析,只有在线框进入或和穿出条形磁场区域时，才产生感应电动势，设线框部分进入条形磁场区域长度为,x,时，,线框水平切割磁感线速度为,v,时有：,E,BL,v,E,IR,F,ILB,3,4,5,1267解析只有在线框进入或和穿出条形磁场区域时，才产生感,1,2,6,7,由,并代入数据得：,n,4.4,故线框能穿过的完整条形磁场区域的个数为,4.,3,4,5,1267由并代入数据得：345,7.(2020,山东济南市期末,),如图,7,所示，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度,B,3 T.,两导轨间距为,L,0.5 m,，导轨足够长,.,金属棒,a,和,b,的质量分别为,m,a,1 kg,，,m,b,0.5 kg,，电阻分别为,R,a,1,，,R,b,2.,b,棒静止于导轨水平部分，现将,a,棒从,h,1.8 m,高处由静止沿弧形导轨下滑，通过,C,点进入导轨的水平部分，已知两棒在运动,过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，两棒始终不相碰,.(,g,取,10 m/s,2,),求,：,(1),a,棒刚进入磁场时，,b,棒的加速度,；,1,2,6,7,图,7,答案,9 m/s,2,，方向向右,3,4,5,7.(2020山东济南市期末)如图7所示，光滑平行金属导轨,1,2,6,7,解析,a,棒沿弧形导轨下滑到水平导轨的过程中：,a,棒进入磁场瞬间感应电动势：,E,BL,v,对,b,棒：,F,安,BIL,由牛顿第二定律得：,F,安,m,b,a,解得：,a,9 m,/s,2,，,v,6 m/,s,由左手定则可知，,F,安,向右，则,b,棒加速度的方向向右,.,3,4,5,1267解析a棒沿弧形导轨下滑到水平导轨的过程中：a棒进入,(2),从,a,棒进入磁场到,a,棒匀速运动的过程中，流过,a,棒的电荷量；,1,2,6,7,3,4,5,(2)从a棒进入磁场到a棒匀速运动的过程中，流过a棒的电荷量,解析,对,a,、,b,：由动量守恒定律得：,m,a,v,(,m,a,m,b,),v,共,v,共,4 m/s,对,b,棒，由动量定理可得：,1,2,6,7,3,4,5,解析对a、b：由动量守恒定律得：1267345,(3),从,a,棒进入磁场到,a,棒匀速运动的过程中，,a,棒中产生的焦耳热,.,1,2,6,7,答案,2 J,解析,a,、,b,棒在水平面内运动的过程中，由能量转化和守恒定律可知，,联立解得,Q,a,2 J.,3,4,5,(3)从a棒进入磁场到a棒匀速运动的过程中，a棒中产生的焦耳,本课结束,2021.04,本课结束2021.04,