2021年高考物理必威体育精装版模拟题精练专题4.32 电磁感应与动量综合问题(提高.pdfVIP

2021年高考物理100考点必威体育精装版模拟题千题精练（选修3-2）

第四部分电磁感应

专题4.32电磁感应与动量综合问题（提高篇）

1．(10分)（2020新高考冲刺仿真模拟6）如图甲所示，光滑的水平绝缘轨道M、N上搁放着质量m＝0.2

1

kg、电阻R＝0.02Ω的“[”形金属框dabc，轨道间有一有界磁场，变化关系如图乙所示．一根长度等于ab，

1

质量m＝0.1kg、R＝0.01Ω的金属棒ef搁在轨道上并静止在磁场的左边界上．已知轨道间距与ab长度相

22

等，均为L＝0.3m，ad＝bc＝L＝0.1m，其余电阻不计.0时刻，给“[”形金属框一初速度v＝3m/s，与金

120

属棒碰撞后合在一起成为一闭合导电金属框(碰撞时间极短)．t时刻整个框刚好全部进入磁场，(t＋1)s时

00

刻，框右边刚要出磁场．求：

(1)碰撞结束时金属框的速度大小；

(2)0～t时间内整个框产生的焦耳热；

0

(3)t～(t＋1)s时间内，安培力对ab边的冲量的大小．

00

【名师解析】(1)碰撞过程中，动量守恒，得到

mv＝(m＋m)v

1012

v＝2m/s

(2)对闭合金属框，0～t时间内由动量定理得：

0

－BILΔt＝－BLΔq＝(m＋m)Δv

1112

等号两边求和，得－BLq＝(m＋m)(v′－v)

112

BΔSBLL

又因为q＝＝12

RR＋R

总12

得到v′＝1m/s

11

22

所以Q＝(m＋m)v－(m＋m)v′＝0.45J

212212

(3)t～(t＋1)s时间内，整个框在磁场中运动，

00

EΔΦΔBLL

I＝＝＝12＝0.4A

RΔtRΔtR

总总总

又因为B′＝1－0.4(t－t)

0

t≤t≤t＋1

00

所以F＝B′IL＝0.12B′＝0.12－0.048(t－t)

安10

F＋F0.12×1＋0.12×0.6

I＝Ft＝安1安2t＝×1N·s＝0.096N·s

安安22

2、如图甲所示，平行粗糙导轨固定在绝缘水平桌面上，间距L＝0.2m，导轨左端接有R＝1Ω的电阻，质

量为m＝0.1kg的粗糙导体棒ab垂直静置于导轨上，导体棒及导轨的电阻忽略不计.整个装置处于磁感应强

度B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨向下.现用与导轨平行的外力