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《高考復(fù)習(xí)專題：應(yīng)用動量定理與動量守恒定律解決雙導(dǎo)體棒切割磁感線問題》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、6/6高考復(fù)習(xí)專題：應(yīng)用動量定理與動量守恒定律解決雙導(dǎo)體棒切割磁感線問題1.（12豐臺期末12分）如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)軌上平行放置兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路。已知兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m、電阻均為R，其它電阻忽略不計，整個導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦的滑行。開始時，導(dǎo)體棒cd靜止、ab有水平向右的初速度v0，兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動中始終不接觸。求：（1）開始時，導(dǎo)體棒ab中電流的大小和方向；（2）從開始到導(dǎo)體棒cd達(dá)到最大速度的過程中，矩形回路產(chǎn)生的焦
2、耳熱；（3）當(dāng)ab棒速度變?yōu)関0時，cd棒加速度的大小?！窘馕觥浚海?2豐臺期末12分）（1）ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，（1分）ab棒中電流，（1分）方向由（1分）（2）當(dāng)ab棒與cd棒速度相同時，cd棒的速度最大，設(shè)最大速度為由動量守恒定律（1分）∴（1分）由能量守恒關(guān)系Q＝mv－（2m）v（1分）∴Q＝mv（1分）（3）設(shè)ab棒的速度為時，cd棒的速度為由動量守恒定律：（1分）。；；I＝=∴I＝（2分）cd棒受力為（1分）；此時cd棒加速度為（1分）6/6bacdBRL2.如圖，相距L的光滑金屬導(dǎo)軌，半徑為R的1/4圓弧部分豎直放置、直的部
3、分固定于水平地面，MNQP范圍內(nèi)有方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場．金屬棒ab和cd垂直導(dǎo)軌且接觸良好，cd靜止在磁場中，ab從圓弧導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，進(jìn)入磁場后與cd沒有接觸．已知ab的質(zhì)量為m、電阻為r，cd的質(zhì)量為3m、電阻為r．金屬導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度為g．（1）求：ab到達(dá)圓弧底端時對軌道的壓力大?。?）在圖中標(biāo)出ab剛進(jìn)入磁場時cd棒中的電流方向（3）若cd離開磁場時的速度是此刻ab速度的一半，求：cd離開磁場瞬間，ab受到的安培力大小【解析】：（1）設(shè)ab到達(dá)圓弧底端時受到的支持力大小為N，ab下滑機(jī)械能守恒，Iba
4、cdBR有：…①由牛頓第二定律：…②；聯(lián)立①②得：…③由牛頓第三定律知：對軌道壓力大小為…④（2）如圖（2分）（如用文字表達(dá)，正確的照樣給分。如：d到c，或d→c）（3）設(shè)cd離開磁場時ab在磁場中的速度vab，則cd此時的速度為，ab、cd組成的系統(tǒng)動量守恒，有：…⑤ab、cd構(gòu)成的閉合回路：由法拉第電磁感應(yīng)定律：…⑥閉合電路歐姆定律：…⑦安培力公式：…⑧聯(lián)立①④⑤⑥⑦得…⑨3.（20分）如圖所示，電阻均為R的金屬棒a．b，a棒的質(zhì)量為m，b棒的質(zhì)量為M，放在如圖所示光滑的軌道的水平部分，水平部分有如圖所示豎直向下的勻強(qiáng)磁場，圓弧部分無磁場
5、，且軌道足夠長；開始給a棒一水平向左的的初速度v0，金屬棒a．b與軌道始終接觸良好．且a棒與b棒始終不相碰。請問：（1）當(dāng)a．b在水平部分穩(wěn)定后，速度分別為多少？損失的機(jī)械能多少？（2）設(shè)b棒在水平部分穩(wěn)定后，沖上圓弧軌道，返回到水平軌道前，a棒已靜止在水平軌道上，且b棒與a棒不相碰，然后達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，最后a，b的末速度為多少？（3）整個過程中產(chǎn)生的內(nèi)能是多少?【解析】（1）對a．b棒水平軌道分析，動量守恒；是穩(wěn)定時a．b棒共同速度①--3分，解得②-1分，損失的機(jī)械能為③-4分（2）由于b棒在沖上又返回過程中,機(jī)械能守恒,返回時速度大小
6、不變④--2分6/6b棒與a棒向右運(yùn)動過程中，直到穩(wěn)定，動量守恒：⑤-3分達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)a，b的末速度:?、?2分（3）整個過程中產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量⑦---3分解得： ⑧--2分BabcdR4.(18分)如圖所示，電阻不計的兩光滑金屬導(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)，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2m，電阻為r，棒cd的質(zhì)量為m，電阻為r。重力加速度為g。開始棒cd靜止在水平直導(dǎo)軌
7、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，最后兩棒都離開導(dǎo)軌落到地面上。棒ab與棒cd落地點到桌面邊緣的水平距離之比為3:1。求：（1）棒ab和棒cd離開導(dǎo)軌時的速度大??；（2）棒cd在水平導(dǎo)軌上的最大加速度；（3）兩棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動過程中產(chǎn)生的焦耳熱?！窘馕觥浚海?）設(shè)ab棒進(jìn)入水平導(dǎo)軌的速度為，ab棒從圓弧導(dǎo)軌滑下機(jī)械能守恒：①（2分）離開導(dǎo)軌時，設(shè)ab棒的速度為，cd棒的速度為，ab棒與cd棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動，動量守恒，②（2分）依題意>，兩棒離開導(dǎo)軌做平拋運(yùn)動的時間相等，由平拋運(yùn)動水平位移可知
8、:=x1:x2=3:1③（2分），聯(lián)立①②③解得，（2分）（2）ab棒剛進(jìn)入水平導(dǎo)軌時，cd棒受到的安培力最大，此時它的加速度最大，設(shè)此時回路的感應(yīng)電動勢為，④（1
