第一篇　专题四　第12讲　动量观点在电磁感应中的应用-2025高考物理二轮复习

电路与电磁感应专题四第12讲动量观点在电磁感应中的应用1.掌握应用动量观点处理电磁感应中的动量、电荷量、时间及位移等问题。2.掌握动量和能量观点处理电磁感应中的能量转化问题。目标要求内容索引计算题培优4用力学三大观点分析电磁感应问题考点二动量守恒定律在电磁感应中的应用考点一动量定理在电磁感应中的应用专题强化练计算题培优练7

用力学三大观点分析电磁感应问题动量定理在电磁感应中的应用考点一

(多选)如图所示，在光滑的水平面上有一方向竖直向下的有界匀强磁场。磁场区域的左侧，一正方形线框(右边框平行于磁场边界)由位置Ⅰ以4.5m/s的初速度垂直于磁场边界水平向右运动，经过位置Ⅱ，当运动到位置Ⅲ时速度恰为零，此时线框刚好有一半离开磁场区域。线框的边长小于磁场区域的宽度。若线框进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量分别为q1、q2，线框经过位置Ⅱ时的速度为v。则下列说法正确的是A.q1=q2 B.q1=2q2C.v=1.0m/s D.v=1.5m/s√例1√

(多选)(2024·山东省实验中学模拟)如图所示，足够长、光滑、电阻不计的金属导轨PQ、MN水平平行放置在绝缘水平面上，左端接有一定值电阻R，在垂直导轨分界线ab、cd间有竖直向下的匀强磁场B1，在分界线变式1一题多变

√√

变式2√√√

在导体切割磁感线做变加速运动时，若运用牛顿运动定律和能量观点不能解决问题，可运用动量定理巧妙解决问题。多题归一求解的物理量应用示例电荷量或速度

位移

求解的物理量应用示例时间

动量守恒定律在电磁感应中的应用考点二

例2√√

变式3一题多变√√√

变式4√√

提炼·总结物理模型

两杆都在运动，要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减；系统动量是否守恒分析方法动力学观点通常情况下一个金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，而另一个金属杆做加速度逐渐减小的减速运动，最终两金属杆以共同的速度匀速运动能量观点两杆系统机械能减少量等于回路中产生的焦耳热之和动量观点对双杆合外力为零，应用动量守恒定律处理速度问题，对其中一杆应用动量定理可解电荷量、时间及位移差问题用力学三大观点分析电磁感应问题计算题培优4

(2024·湖南长沙市一模)如图，质量为m的均匀金属棒ab垂直架在水平面甲内间距为3L的两光滑金属导轨的右边缘处。下方的导轨由光滑圆弧导例3轨与处于水平面乙的光滑水平导轨平滑连接而成(图中半径OM和O'P竖直)，圆弧导轨半径为R、对应圆心角为60°、间距为3L，水平导轨间距分别为3L和L。质量也为m的均匀金属棒cd垂直架在间距为L的导轨左端。导轨MM'与PP'，NN'与QQ'均足够长，所有导轨的电阻都不计。电源电动势为E、内阻不计。所有水平部分的导轨均有竖直方向的、磁感应强度为B的匀强磁场，圆弧部分和其他部分无磁场。闭合开关S，金属棒ab迅即获得水平向右的速度(未知，记为v0)做平抛运动，并在高度降低3R时恰好沿圆弧轨道上端的切线方向落在圆弧轨道上端，接着沿圆弧轨道下滑。已知重力加速度为g，求：(1)空间匀强磁场的方向；答案竖直向上闭合开关S，金属棒ab迅即获得水平向右的速度，表明金属棒受到水平向右的冲量，所以安培力水平向右，因为金属棒ab中的电流方向为由a指向b，根据左手定则，空间匀强磁场的方向竖直向上。(2)棒ab做平抛运动的初速度v0；

(3)通过电源E某截面的电荷量q；

(4)从金属棒ab刚落到圆弧轨道上端起至棒ab开始匀速运动止，这一过程中棒ab和棒cd组成的系统损失的机械能ΔE。

专题强化练对一对答案123456题号123答案ABCBCCD答案1234564.(1)3.2m/s

0.8m/s

(2)0.41s5.

6.(1)1.6m/s2，方向水平向左(2)0.2C

0.6m/s

(3)见解析图1.(多选)(2024·广东省部分高中三模)我国航空母舰福建舰采用了电磁弹射技术，装备了电磁弹射轨道，电磁弹射的简化模型如图所示：足够长的水平固定金属轨道处于竖直向下的匀强磁场中，左端与充满电的电容器C相连，与机身固连的金属杆ab静置在轨道上且与轨道垂直，闭合开关S后，飞机向右加速，若不计所有阻力和摩擦，回路总电阻R保持不变，下列说法正确的是A.提高电容器的放电量，可以提高飞机的起飞速度B.飞机运动过程中，a端的电势始终高于b端的电势C.飞机的速度最大时，金属杆ab产生的感应电动势与电容器两端电压相等D.飞机的速度达到最大时，电容器所带的电荷量为零√123456答案√√

飞机向右加速，通过金属杆ab的电流方向为a→b，则电容器上板带正电，下板带负电，a端的电势高于b端的电势，故B正确；随着飞机加速，金属杆ab产生的感应电动势为E=BLv增大，电容器两端电压U减小，当U=E时，飞机的速度达到最大，此时电容器所带的电荷量Q=CE=CBLv，不为零，故C正确，D错误。123456答案属导轨固定在绝缘水平面上，两导轨都足够长且在AA'处平滑对接，AA'至DD'均是光滑绝缘带，保证倾斜导轨与水平导轨间电流不导通。倾斜导轨处有方向垂直倾斜导轨所在平面向上、磁感应强度大小B1=0.2T的匀强磁场，水平导轨处有方向竖直向上、磁感应强度大小B2=0.5T的匀强磁场。两根导体棒1、2的质量均为m=0.2kg，两棒接入电路部分的电阻均为R，初始时刻，导体棒1放置在倾斜导轨上，且距离AA'足够远，导体棒2静置于水平导轨上，已知倾斜导轨与导体棒1间的动摩擦因数μ=0.5。现将导体棒1由静止释放，运动过程中导体棒1未与导体棒2发生碰撞。取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。两棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨电阻不计，下列说法正确的是2.(多选)(2024·广西南宁市二模)如图所示，间距L=1m的粗糙倾斜金属导轨与水平面间的夹角θ=37°，其顶端与阻值R=1Ω的定值电阻相连，间距相同的光滑金123456答案A.导体棒1在倾斜导轨上下滑时做匀加速直

线运动B.导体棒1滑至AA'瞬间的速度大小为20m/sC.稳定时，导体棒2的速度大小为10m/sD.整个运动过程中通过导体棒2的电荷量为2C√123456答案√

123456答案

123456答案

123456答案√√123456答案

123456答案

4.(2024·吉林省模拟)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距l=1m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。杆1、杆123456答案2是两根用细线连接的金属杆，质量分别为m1=0.1kg和m2=0.4kg，两杆垂直导轨放置，且两端始终与导轨接触良好，两杆的总电阻R=2Ω，两杆在沿导轨向上的外力F作用下保持静止。整个装置处在磁感应强度B=

1T的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直，在t=0时刻将细线烧断，保持F不变，重力加速度g取10m/s2，求：(1)细线烧断后，两杆最大速度v1、v2的大小；答案3.2m/s

0.8m/s

123456答案(2)两杆刚达到最大速度时，杆1上滑了0.8m，则从t=0时刻起到此刻用了多长时间？123456答案答案0.41s

123456答案123456答案5.(2023·湖南卷·14)如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面均与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量均为m的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g。(1)先保持棒b静止，将棒a由静止释放，求棒a匀速运动时的速度大小v0；

123456答案123456答案(2)在(1)问中，当棒a匀速运动时，再将棒b由静止释放，求释放瞬间棒b的加速度大小a0；答案2gsinθ

由左手定则可以判断棒b所受安培力沿导轨平面向下，释放棒b瞬间电路中电流不变，则对棒b由牛顿第二定律可得mgsin

θ+BIL=ma0解得a0=2gsin

θ123456答案(3)在(2)问中，从棒b释放瞬间开始计时，经过时间t0，两棒恰好达到相同的速度v，求速度v的大小，以及时间t0内棒a相对于棒b运动的距离Δx。

123456答案123456答案6.(选做题)(2024·辽宁省三模联考)如图甲所示，在光滑水平面上平放一个用均匀导线制成的正方形线框，质量m=0.1kg，边长L=0.1m，总电阻R=0.05Ω，有界磁场的宽度为2L，磁感应强度B=1T，方向垂直线框平面向下。线框右边紧挨磁场边界，给线框水平向右的初速度v1=0.8m/s，求：(1)线框刚进入磁场时的加速度；答案1.6m/s2，方向水平向左123456

答案123456答案(2)进入磁场过程中通过线框的电荷量q及完全进入磁场中时线框的速度v2大小；答案0.2C

0.6m/s123456

答案123456答案(3)在乙图中画出线框通过磁场过程的v-x图像。答案见解析图123456

答案计算题培优练7

用力学三大观点分析电磁感应问题答案121.

对一对2.

12答案1.(2023·全国甲卷·25)如图，水平桌面上固定一光滑U型金属导轨，其平行部分的间距为l，导轨的最右端与桌子右边缘对齐，导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为l的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为3m的绝缘棒Q位于P的左侧，以大小为v0的速度向P运动并与P发生弹性碰撞，碰撞时间很短。碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，P与Q始终平行。不计空气阻力。求：12答案(1)金属棒P滑出导轨时的速度大小；

12答案12答案(2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量；

12答案(3)与P碰撞后，绝缘棒Q在