《创新课堂》第二章 电磁感应 专题强化7　电磁感应中的动量问题 课件 高中物理选择性必修第二册（人教版）

(课件网) 专题强化7　电磁感应中的动量问题 1.会综合应用动量定理与电磁感应规律解决有关问题。 2.会综合应用动量守恒定律与电磁感应规律解决有关问题。 学习目标 01 强化点一　动量定理在电磁感应中的应用 目 录 02 强化点二　动量守恒定律在电磁感应中的应用问题 03 课时作业 01 PART 强化点一 动量定理在电磁感应中的应用 如图所示，在竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，某金属棒放置在水平固定且足够长的光滑U形金属导轨上，已知金属棒的电阻为r，定值电阻的阻值为R，导轨宽度为L。若棒以初速度v0向右运动。 活动1.请分析金属棒运动过程中受力情况，并进一步确定棒的运动情况。 提示：金属棒受向左的安培力作用，对金属棒有F安＝＝ma，可知 金属棒做减速运动，速度逐渐减小，加速度逐渐减小，金属棒做加速度逐 渐减小的减速运动至最终速度为零。 提示： 安培力的冲量可表示为IF＝－Blt，由动量定理知，该冲量等于棒动量的变化，即－Blt＝0－mv0。 活动2.若用表示从开始到停下的全过程的平均电流，则安培力的冲量如何 表示？它与棒的动量变化有什么关系？ 　导体棒（或导体框）在磁场中切割磁感线做非匀变速运动时，因安培力 是变力，不方便应用牛顿运动定律、能量观点解决问题，可考虑应用动量 定理解决，常见有以下关系： （1）如果导体棒的合外力等于安培力，则有－Bl·Δt＝mv2－mv1。 （2）如果导体棒的合外力除了安培力外还有其他外力F，则有F·Δt－ Bl·Δt＝mv2－mv1。 ②通过导体棒的电荷量q＝Δt＝Δt＝n·Δt＝n； ③磁通量变化量ΔΦ＝BΔS＝Blx。 通过以上各式可将流经棒的电荷量q、棒的位移x、运动时间t及初速度v0、 末速度v等有关量联系起来，可求解q、x或v、t等有关量。 （3）涉及的其他公式 ①安培力的冲量I安＝Blt＝Blq； 【例1】 〔多选〕（2025·四川绵阳月考）如图所示，在光滑的水平面上 有一竖直向下磁感应强度为B、宽度为L的匀强磁场区域。现有一质量为 m、电阻为R、边长为a（a＜L）的正方形闭合线圈以垂直于磁场边界的初 速度v0沿水平面向右滑动，穿过磁场后速度减为v，则线圈在此过程中 （　　） A. 动量一直减小 B. 安培力的冲量大小为 C. 安培力的冲量大小为m（v0－v） D. 线圈全部进入磁场时速度等于 √ √ √ 解析：线圈完全进入磁场后磁通量不变，线圈中无感应电流，不受安培力 作用，则线圈的动量保持不变，选项A错误；由动量定理可知－F安·Δt＝ mv－mv0，则安培力的冲量大小为m（v0－v），选项C正确；设线圈全部进 入磁场时的速度为v1，则由动量定理得－aB·Δt＝－Bq1a＝mv1－mv0，线 圈穿出磁场的过程，由动量定理得－'aB·Δt'＝－Bq2a＝mv－mv1，由q＝ ，可知进入和穿出磁场的过程中，磁通量的变化量相等，所以进入和穿 出磁场的两个过程中通过线圈横截面积的电荷量相等，即q1＝q2，故进入 过程线圈的速度变化量等于离开过程线圈的速度变化量，即v0－v1＝v1－ v，解得v1＝，选项D正确； 线圈进入磁场过程中安培力的冲量大小I1＝aB·Δt＝Baq，而q＝·Δt＝ ·Δt＝，则I1＝，则整个过程中安培力的冲量大小为I＝2I1＝ ，选项B正确。 【例2】 如图所示，长为d、质量为m的细金属杆ab，用长为L的绝缘细线 悬挂后，恰好与水平光滑的平行金属导轨接触，平行金属导轨间距也为 d，导轨平面处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。闭合开关S 后，细金属杆ab向右摆起，细线的最大偏角为θ。已知重力加速度为g，则 闭合开关的短时间内通过细金属杆ab的电荷量为（　　） A. B. C. D. √ 解析：细金属杆摆起过程，由动能定理得mgL（1－cos θ）＝mv2，合上开 关的瞬间，由动量定理得F安Δt＝mv，又有F安＝dB，q＝Δt，联立 ... ...