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《高考復習專題：應用動量定理與動量守恒定律解決雙導體棒切割磁感線問題.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。
1、高考復習專題：應用動量定理與動量守恒定律解決雙導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軌固定于同一水平面內，導軌間的距離為L，導軌上平行放置兩根導體棒ab和cd，構成矩形回路。已知兩根導體棒的質量均為m、電阻均為R，其它電阻忽略不計，整個導軌處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B，導體棒均可沿導軌無摩擦的滑行。開始時，導體棒cd靜止、ab有水平向右的初速度v0，兩導體棒在運動中始終不接觸。求：（1）開始時，導體棒ab中電流的大小和方向；（2）從開始到導體棒cd達到最大速度的過程中，矩形回路產生的焦耳熱；（3）當ab棒速度變?yōu)関0時，cd棒加
2、速度的大小?！窘馕觥浚海?2豐臺期末12分）（1）ab棒產生的感應電動勢，（1分）ab棒中電流，（1分）方向由（1分）（2）當ab棒與cd棒速度相同時，cd棒的速度最大，設最大速度為由動量守恒定律（1分）∴（1分）由能量守恒關系Q＝mv－（2m）v（1分）∴Q＝mv（1分）（3）設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）bacdBRL2.如圖，相距L的光滑金屬導軌，半徑為R的1/4圓弧部分豎直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范圍內有方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場．金屬棒ab和c
3、d垂直導軌且接觸良好，cd靜止在磁場中，ab從圓弧導軌的頂端由靜止釋放，進入磁場后與cd沒有接觸．已知ab的質量為m、電阻為r，cd的質量為3m、電阻為r．金屬導軌電阻不計，重力加速度為g．（1）求：ab到達圓弧底端時對軌道的壓力大小（2）在圖中標出ab剛進入磁場時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ab到達圓弧底端時受到的支持力大小為N，ab下滑機械能守恒，IbacdBR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，
4、正確的照樣給分。如：d到c，或d→c）（3）設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構成的閉合回路：由法拉第電磁感應定律：…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棒的質量為m，b棒的質量為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磁場，圓弧部分無磁場，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a．b在水平部分穩(wěn)定后，速度分別為多少？損
5、失的機械能多少？（2）設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）整個過程中產生的內能是多少?【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，損失的機械能為③-4分（2）由于b棒在沖上又返回過程中,機械能守恒,返回時速度大小不變④--2分b棒與a棒向右運動過程中，直到穩(wěn)定，動量守恒：⑤-3分達到新的穩(wěn)定狀態(tài)a，b的末速度: ⑥-2分（3）整個過程中產生的內能等于系統(tǒng)機械能的減少量⑦---3分解得：?、?-2分BabcdR4
6、.(18分)如圖所示，電阻不計的兩光滑金屬導軌相距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，水平直導軌部分處在磁感應強度為B，方向豎直向下的勻強磁場中，末端與桌面邊緣平齊。兩金屬棒ab、cd垂直于兩導軌且與導軌接觸良好。棒ab質量為2m，電阻為r，棒cd的質量為m，電阻為r。重力加速度為g。開始棒cd靜止在水平直導軌上，棒ab從圓弧頂端無初速度釋放，進入水平直導軌后與棒cd始終沒有接觸并一直向右運動，最后兩棒都離開導軌落到地面上。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離開導軌時的速度大??；（2）棒cd在水平導軌上的最大
7、加速度；（3）兩棒在導軌上運動過程中產生的焦耳熱?！窘馕觥浚海?）設ab棒進入水平導軌的速度為，ab棒從圓弧導軌滑下機械能守恒：①（2分）離開導軌時，設ab棒的速度為，cd棒的速度為，ab棒與cd棒在水平導軌上運動，動量守恒，②（2分）依題意>，兩棒離開導軌做平拋運動的時間相等，由平拋運動水平位移可知:=x1:x2=3:1③（2分），聯(lián)立①②③解得，（2分）（2）ab棒剛進入水平導軌時，cd棒受到的安培力最大，此時它的加速度最大，設此時回路的感應電動勢為，④（1分），⑤（1分）c
