电磁感应中动量定理公式
电磁感应中动量定理公式
动量定理是电磁感应中一项非常重要的物理定律，它描述了电磁场与运动电荷之间的相互作用关系。根据动量定理，当电荷在电磁场中运动时，它将受到电磁力的作用，从而产生动量变化。
在电磁感应中，电磁场可以通过电场和磁场来描述。当电荷在电磁场中运动时，电磁力将作用于电荷，改变其运动状态。根据牛顿第二定律，电磁力等于电荷所受的加速度乘以电荷的质量。因此，电磁力可以改变电荷的动量。
动量定理告诉我们，电磁力的作用会导致电荷的动量发生变化。当电荷在电磁场中受到力的作用时，它将获得一个动量变化。这个动量变化是由电荷所受的力和作用时间的乘积决定的。如果力的方向与电荷运动方向一致，电荷的动量将增加；如果力的方向与电荷运动方向相反，电荷的动量将减小。
动量定理的公式可以表示为：动量变化等于力与时间的乘积。这个公式可以用数学语言表示为Δp = F * Δt，其中Δp表示动量变化，F表示力，Δt表示作用时间。根据这个公式，我们可以计算电荷在电磁场中受到的力的大小和方向，从而了解电荷的动量变化情况。
动量定理在电磁感应中具有广泛的应用。例如，在电动机中，电流通过线圈时会产生磁场，这个磁场与电动机中的磁场相互作用，产
生力矩使电动机转动。根据动量定理，我们可以计算出电动机所受的力矩，从而了解电动机的运动情况。
总结一下，动量定理是电磁感应中非常重要的物理定律，它描述了电磁场与运动电荷之间的相互作用关系。根据动量定理，电磁力会改变电荷的动量，产生动量变化。通过动量定理，我们可以计算出电荷所受的力和动量变化情况，从而更好地理解电磁感应现象。
电磁感应中动量定理和动量守恒
高考物理电磁感应中动量定理和动量守恒定律的运用 （1）如图1所示，半径为r的两半圆形光滑金属导轨并列竖直放置，在轨道左侧上方MN 间接有阻值为R0的电阻，整个轨道处在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两轨道间距为L，一电阻也为R0质量为m的金属棒ab从MN处由静 止释放经时间t到达轨道最低点cd时的速度为v，不计摩擦。 求： （1）棒从ab到cd过程中通过棒的电量。 （2）棒在cd处的加速度。 (2)如图2所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为a（a﹤L）的正方形闭合线圈以初速度v0垂直磁场边界滑过磁场后，速度为v(v ﹤v0)，那么线圈 A.完全进入磁场中时的速度大于（v0+v）/2 B.完全进入磁场中时的速度等于（v0+v）/2 C.完全进入磁场中时的速度小于（v0+v）/2 D.以上情况均有可能 （3）在水平光滑等距的金属导轨上有一定值电阻R,导轨宽d电阻不计,导体棒AB垂直于导轨放置,质量为m ,整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.现给导体棒一水平初速度v0,求AB在导轨上滑行的距离. (4)如图3所示,在水平面上有两条导电导轨MN、PQ，导轨间距为d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度的大小为B，两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离摆开放在导轨上，且与导轨垂直。它们的电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计。杆1以初速度v0滑向杆2，为使两杆不相碰，则杆2固定与不固定两种情况下，最初摆放两杆时的最少距离之比为： A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:1 5:如图所示，光滑导轨EF、GH等高平行放置，EG间宽度为FH间宽度的3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高。ab、cd是质量均为m的金属棒，现让ab从离水平轨道h高处由静止下滑，设导轨足够长。试求： (1)ab、cd棒的最终速度；
高中物理之动量和动量定理知识点
高中物理之动量和动量定理知识点 动量、冲量 动量变化量和动量变化率 （1）物体末态动量和初态动量的矢量差叫物体的动量变化量。△P=mv'-mv，其方向与速度变化量的方向相同。 （2）物体的动量变化率等于它所受的合力。 动量定理 （1）物体在一个过程中的动量变化量等于它在这个过程中的所受理的合冲量。 （2）△P=I合或mv'-mv=F合t 应用动量定理解题的一般步骤 （1）选定研究对象，明确运动过程
（2）受力分析和运动的初、末状态分析 （3）选正方向，根据动量定理列方程求解 应用 动量定理揭示了冲量和动量变化量之间的关系. 1．应用动量定理的两类简单问题 （1）应用I＝ΔP求变力的冲量和平均作用力. 物体受到变力作用，不能直接用I＝Ft求变力的冲量。（2）应用ΔP＝Ft求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化。 曲线运动中,作用力是恒力，可求恒力的冲量，等效代换动量的变化量。 2．动量定理使用的注意事项 （1）用牛顿第二定律能解决的问题，用动量定理也能解决，题目不涉及加速度和位移，用动量定理求解更简便。 （2）动量定理的表达式是矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向，公式中的F是物体或系统所受的合力。 3．动量定理在电磁感应现象中的应用 在电磁感应现象中，安培力往往是变力，可用动量定理求解有关运动过程中的时间、位移、速度等物理量。
习题演练 1. 关于动量和冲量，下列说法中正确的是（） A 动量和冲量都是标量 B 动量和冲量都是过程量 C 动量和冲量都是过程量 D 动量和冲量都是矢量 2. 某物体受到一个-6N*s的冲量作用，则下列说法正确的是（） A 物体的动量一定减小 B 物体的末动量一定是负值 C 物体动量增量的方向一定与规定的正方向相反 D 物体原来动量的方向一定与这个冲量的方向相反 习题解析 1. D 动量是状态量，冲量是过程量。 2. B 冲量和动量都是方向，矢量的正负号仅表示方向。
用动量定理解决电磁感应问题
应用动量定理解决电磁感应问题的思维起点 电磁感应部分历来是高考的重点、热点，出题时可将力学、电磁学等知识溶于一体，能很好地考查学生的理解、推理、分析综合及应用数学处理物理问题的能力．通过对近年高考题的研究，此部分结合动量定理的力电综合模型经常在高考题中出现。本文结合例题分析应用动量定理解决电磁感应问题的思维起点。 一、 以累积公式q=It 结合动量定理为思维起点 直导线在磁场中要受到安培力的作用，速度发生变化，安培力随之变化。通常直导线（或线框）的运动为非匀变速直线运动，不能用牛顿运动定律结合运动学公式解题，而动量定理适用于非匀变速直线运动。在时间△t 内安培力的冲量BLq t BLI t F =∆=∆，式中q 是通过导体截面的电量。利用该公式结合动量定理是解答此类问题思维起点。 例1．如图所示，在匀强磁场区域内与B 垂直的平面中有两根足够长的固定金属平行导轨，在它们上面横放两根平行导体棒构成矩形回路，长度为L ，质量为m ，电阻为R ，回路部分导轨电阻可忽略，棒与导轨无摩擦，开始时图中左侧导体棒静止，右侧导体棒具有向右的初速v 0，试求两棒之间距离增长量x 的上限。 析与解：当右棒运动时，产生感应电动势，两棒中有感 应电流通过，右棒受到安培力作用而减速，左棒受到安培力 作用而加速。当它们的速度相等时，它们之间的距离最大。 设它们的共同速度为v ，则据动量守恒定律可得： mv 0＝2mv ，即021v v = 对于左棒应用动量定理可得： BILt= mv 所以，通过导体棒的电量q=It =BL mv 20 而q =R BLx t I 2=∆ 由上述各式可得： x =220L B R mv 。 v
电磁感应动量定理的应用
电磁感应动量定理的应用 电磁感应中动量定理的运用 动量定律I = P。 设想在某一回路中，一部分导体仅在安培力作用下运动时，安培力F为变力，但其冲量可用它对时间的平均值进行计算，即I = Ft, 而F = BiL （r为电流对时间的平均值） 故有：B i L t=mv2 —mv i . 而i t=q ，故有q= mvjw 理论上电量的求法：q=l?t。 这种方法的依据是电流的定义式l=q/t该式的研究对象是通电导体的某一截面，若在t时 间内流过该截面的电量为q,则流过该切面的电流为1= q/t，显然，这个电流应为对时间的平均值，因此该式应写为i= q/t，变形后可以得q = i t，这个关系式具有一般性，亦即无论流经导体的电流是恒定的还是变化
的，只要电流用这段时间内的平均值代入，该式都适用，而平均电流的求解，在电磁感应问题中最为常见的思路为：对某一回路来说，据法拉第电磁感应定律，得E=「，显然 该感应电动势也为对其时间的平均值，再由i = E（R 为回路中的总电阻）可以得到 R
综上可得q =—。若B 不变，贝I 」q = — = BR R R R 电量q 与安培力的冲量之间有什么联系？可用 下面的框图来说明。 —務亠特的 尹轉*的缰度” 蛊整应強盘B —卑体澤中舟电賣羸 过的氏度L ■电■:申 从以上框图可见，这些物理量之间的关系可 能会出现以下三种题型： 第一 第二 第三 图中左右两 边的物理量联系起来，如把导体棒的 位移和速度联系起来，但由于这类问题导体棒的 运动一般都不是匀变速直线运动，无法使用匀变 速直线运动的运动学公式进行求解， 所以这种方 法就显得十分巧妙。这种题型难度最大。 *UJR v -- j\r^i W1A'厂JMiP* 方法I 中相关物理量的关系。 方法U 中相关物理量的关系。 就是以电量作为桥梁，直接把上面框
高中物理公式：电磁感应
高中物理公式：电磁感应 高中物理公式：电磁感应 [感应电动势的大小计算公式] E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝ E=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)｝ Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值｝E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝ 磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb)，B:匀强磁场的磁感应强度(T)，S:正对面积(m2)} 感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向：由负极流向正极｝ *4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大)， 其它相关内容：自感/日光灯。 加速度a＝(Vt-V0)/t (以V0为正方向，a与V0同向(加速)a＞0；a与V0反向(减速)则a＜0) 实验用推论Δs＝aT2(Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差) 主要物理量及单位:初速度(V0):m/s；加速度(a):m/s2；末速度 (Vt):m/s；时间(t):秒(s)；位移(s):米(m)；路程:米；速度单位换算：1m/s=3.6km/h。 a=(Vt-V o)/t只是测量式，不是决定式; 其它相关内容：质点、位移和路程、参考系、时间与时刻、s--t 图、v--t图/速度与速率、瞬时速度。 质点的运动 ----曲线运动、万有引力 平抛运动
竖直方向位移：y＝gt2/2 运动时间t＝(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 合速度Vt＝(Vx2+Vy2)1/2＝[V02+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β：tgβ＝V y/Vx＝gt/V0 合位移：s＝(x2+y2)1/2 位移方向与水平夹角α：tgα＝y/x＝gt/2V0 水平方向加速度：ax=0；竖直方向加速度：ay＝g 注： 平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为g，通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成； 运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关； θ与β的关系为tgβ＝2tgα； 在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度，当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 匀速圆周运动 向心加速度a＝V2/r＝ω2r＝(2π/T)2r 向心力F心＝mV2/r＝mω2r＝mr(2π/T)2＝mωv=F合 角速度与线速度的关系：V＝ωr 角速度与转速的关系ω＝2πn(此处频率与转速意义相同) 主要物理量及单位:弧长(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f);赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n);r/s；半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。 注： 向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心； 做匀速圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，向心力不做功，但动量不断改变. 万有引力
电磁感应动量定理的应用
电磁感应与动量的综合 1．安培力的冲量与电量之间的关系： 设想在某一回路中，一部分导体仅在安培力作用下运动时，安培力为变力，但其冲量可用它对时间的平均值进行计算，即t F I ?=安 冲 而F ＝B I L （I 为电流对时间的平均值） 故有：安培力的冲量t L I B I ??=冲 而电量q =I Δt ，故有BLq I =冲 因只在安培力作用下运动 BLq =mv 2－mv 1 BL P q ?= 2．感应电量与磁通量的化量的关系：R n t R t n t R E t I q ?Φ=????Φ=??=??= 若磁感应强度是匀强磁场，R BLx R S B R q =?=?Φ= 以电量作为桥梁，把安培力的冲量、动量变化量与回路磁通量的变化量、导体棒的位移联系起来。 例1．如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分 布在宽度为L 的区域内，现有一个边长为a （a 高中物理电磁感应公式高中物理电磁感应公式「篇一」 精华在线官方微博：http://weibo。com/jinghuaonline 高中物理电磁感应公式总结 1、[感应电动势的大小计算公式] 1、E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝ 2、E＝BLV垂(切割磁感线运动)｛L:有效长度(m)｝ 3、Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势）｛Em:感应电动势峰值｝ 4、E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割）｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝ 2、磁通量Φ＝BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)} 3、感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定｛电源内部的电流方向：由负极流向正极｝ 4、自感电动势E自＝nΔΦ/Δt＝LΔI/Δt｛L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大)，ΔI:变化电流，Δt:所用时间，ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)｝ 注：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定律应用要点 (2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化；(3)单位换算：1H＝ 103mH＝106μH。 (4)其它相关内容：自感〔见第二册P178〕/日光灯。 高中物理电磁感应公式「篇二」 高中物理公式大总结 高中物理公式大总结(一)物理定理、定律、公式表 一、质点的运动（1）------直线运动 1）匀变速直线运动 1.平均速度V平＝s/t（定义式） 2.有用推论Vt2-Vo2＝2as 3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt＝Vo+at 5.中间位置速度Vs/2＝[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s＝V平t＝Vot+at2/2＝ Vt/2t 7.加速度a＝(Vt-Vo)/t ｛以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a>0；反向则a<0｝ 8.实验用推论Δs＝aT2 ｛Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝ 9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s；加速度(a):m/s2；末速度(Vt):m/s；时间(t)秒(s)；位移(s):米（m）；路程:米；速度单位换算：1m/s=3.6km/h。 注： (1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大;(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式，不是决定式; (4)其它相关内容：质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册 P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。 2)自由落体运动 电磁感应中的动力学问题和能量问题 一、感应电流在磁场中所受的安培力 1.安培力的大小:F=BIL= ⑴.由F= 知,v 转变时,F 转变,物体所受合外力转变,物体的加速度转变,因此可用牛顿运动定律进行动态分析. ⑵.在求某时刻速度时,可先依照受力情形确信该时刻的安培力,然后用上述公式进行求解. 2.安培力的方向判定 (1)右手定那么和左手定那么相结合,先用右手定那么确信感应电流方向 ,再用 左手定那么判定感应电流所受安培力的方向. (2)用楞次定律判定,感应电流所受安培力的方向必然和导体切割磁感线运动的方向垂直。 热点一 对导体的受力分析及运动分析 从运动和力的关系着手,运用牛顿第二定律.大体方式是:受力分析→运动分析(确信运动进程和最终的稳固状态)→由牛顿第二定律列方程求解. 运动的动态结构: 如此周而复始的循环,循环终止时加速度等于零,导体达到平稳状态.在分析进程中要抓住a=0时速度v 达到最大这一关键. 专门提示 1.对电学对象要画好必要的等效电路图. 2.对力学对象要画好必要的受力分析图和进程示用意 二、电磁感应的能量转化 1.电磁感应现象的实质是其他形式的能和电能之间的转化. 2.感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力做功,将其他形式的能转化为电能,电流做功再将电能转化为内能. 3.电流做功产生的热量用焦耳定律计算,公式为Q=I 2Rt 热点二 电路中的能量转化分析 从能量的观点着手,运用动能定理或能量守恒定律. 大体方式是: 受力分析→弄清哪些力做功,做正功仍是负功→明确有哪些形式的能参与转化,哪些增哪些减→由动能定理或能量守恒定律列方程求解. 专门提示 在利用能的转化和守恒定律解决电磁感应的问题时,要注意分析安培力做功的情形,因为安培力做的功是电能和其他形式的能之间彼此转化的“桥梁”. 简单表示如下: 安培力做正功 电能 其他形式能. R L B R E BL v 22=⋅R L B 2 2 电磁感应问题中动量定理应用归类 电磁感应问题中动量定理的应用 动量定理是物理学中的基本定理之一，它可以描述物体运动时的动量和力之间的关系，即一个物体运动时，它的动量的变化量等于它所受到的所有外力的总和。在电磁感应中，电场和磁场的相互作用也会产生动力学效应，因此，可以使用动量定理来解决一些相关问题。本文将探讨电磁感应问题中动量定理的应用，包括电动势的产生、感应电流的生成、电磁振荡以及电磁波等方面。 一、电动势的产生 众所周知，当一个金属线圈在磁场中运动或者磁场的强度发生改变时，就会在金属线圈中引起感应电流。而动量定理则可以解释这一过程。当金属线圈在磁场中运动时，相当于它受到一定大小和方向的力，这个力就是洛伦兹力，可以用动量定理表示为： F = dp/dt 其中，F是所受力的大小和方向，p是金属线圈的动量，t是时间。根据电动势定义，这个动量的变化量等于电动势的大小，即ε = dp/dt。因此，可以得到 ε = F 这说明电动势的大小等于金属线圈所受的洛伦兹力的大小。这种关系可以用来计算电动势的大小。 二、感应电流的生成 当一个金属线圈在磁场中运动或者磁场的强度发生改变时，就会在金属线圈中引起感应电流。这个过程可以用动量定理解释。当金属线圈在磁场中运动时，它会受到一个由洛伦兹力引起的加速度。这个加速度会使金属线圈的动量发生变化，根据动量定理，这个变化量就等于线圈上产生的动量。因此，产生的感应电流可以用以下公式表示： I = d/dt（p） 其中，I是感应电流的大小，p是金属线圈的动量，t是时间。 这个公式说明了当金属线圈运动时，它所受到的洛伦兹力引起的加速度会导致金属线圈中的电子发生移动，从而产生感应电流。 三、电磁振荡 电磁振荡是指电场和磁场交替变化的一种运动形式。在电磁振荡中，涉及到了能量的转换和传递。使用动量定理可以解释电磁振荡中能量的转移。在电磁振荡中，电场和磁场之间的相互作用力会导致电子的加速度发生变化，从而使电子的动量发生变化。因此，根据动量定理，动量的变化量又等于所受的力的大小。在电磁振荡中，所受力的大小可以用电场和磁场的大小 电磁感应问题中动量定理应用归类 在电磁感应问题中，动量定理是一个非常有用的应用。它可以用来分析电磁场和运动物体之间的相互作用，并且可以帮助我们更好地理解这些现象。 动量定理的基本原理是，物体的动量在没有外力作用时保持不变。在电磁感应问题中，我们经常会遇到电磁场对运动物体的影响，这些影响可以通过动量定理来描述。 首先，考虑一个导体在磁场中运动的情况。根据动量定理，该导体的动量可以用下面的公式表示： p = mv 其中，p表示动量，m表示物体的质量，v表示物体的速度。 当导体在磁场中运动时，它会受到磁场的作用力，这个力可以表示为： F = qvB 其中，F表示作用力，q表示导体的电荷量，B表示磁感应强度。 根据牛顿第二定律，作用力等于物体的质量乘以加速度，因此可以得到导体的加速度公式： a = F/m = qvB/m 接下来，我们可以将导体的加速度代入动量公式中，得到： dp/dt = m(v+av) - mv = qvBv 这个公式描述了导体受到磁场作用时动量的变化情况。可以看出，如果导体的速度垂直于磁场方向，那么将会产生一个垂直于它们之间 的力，这个力将导致导体的动量发生变化。如果导体的速度和磁场方向不垂直，则磁场对动量的影响将会产生一个沿着运动方向的分量和一个垂直于运动方向的分量。 类似地，我们也可以应用动量定理来分析电场和运动物体之间的相互作用。在这种情况下，物体的动量可以表示为： p = γmv 其中，γ表示相对论因子，m表示物体的质量，v表示物体的速度。 当物体在电场中运动时，它会受到电场力的作用，这个力可以表示为： F = qE 其中，F表示作用力，q表示物体的电荷量，E表示电场强度。 由于相对论效应的存在，物体的动量在这种情况下并不是简单地等于mv，而是等于γmv。因此，在运用动量定理时，我们需要使用修正后的动量公式。 最后，需要指出的是，动量定理在电磁感应问题中的应用非常广泛，不仅可以用来描述导体和电场的相互作用，还可以用来分析电磁波和物质之间的相互作用，以及其他一些相关的问题。通过对动量定理的深入理解和应用，我们可以更好地理解电磁场和运动物体之间的相互作用，从而更好地解决实际问题。 高中物理求解电量的几种常用方法 其实思路都是：q=It 和C=q/U 一、常规法求之 I=Q 电/t ， 已知通过某电阻的电流强度为0.2A ，求通电5min 有多少电量经过该电阻？ q=It=0.2×300C=60C 二、利用动量定理求解 求解电量的公式推导和思路： 电量表达式：t I q ∆=； 动量定理：p t F ∆=∆合，公式中的F 合也是时间Δt 内的平均值，在F 合为金属棒受到的安培力时，有p t F ∆=∆安； 安培力：L I B F =安； 综合上面三式，得BL p q ∆= ． F 安Δt=mv-0 BIL Δt=mv-0 BLQ 电=mv-0 Q 电=mv/BL 例1、如图所示，金属棒ab 的质量m=5g ，放置在宽L=1m 的 光滑的平行金属导轨上，导轨处于水平面内，磁感应强度 B=0.5T 。C=200μF ， E=16V ，当电容充电结束后，开关拔向右 方接通，金属棒从速度为零的虚线位置运动到速度为0.01m/s 的实线位置的时候。求： （1）通过金属棒的电量为多少。 （2）此刻电容器的两端电压为多大。 (1) 1×10-4C 。 根据以上公式Q 电=MV/BL 代入数据即可得结果。 (2) 15.5V 。 根据公式得Q 1=CE=32×10-4C ΔQ=1×10-4C, Q 2=Q 1-ΔQ=31×10-4C 。又根据C=Q /U 得 U 2=Q 2/C=15.5V 例2相距为L 的水平光滑导轨上，存在竖直向下的匀强磁场，导轨上放着两根质量均为m ，电阻为R 的金属棒AC 、DE （如图1）。开始时，DE 静止，AC 棒以V0初速度向右运动，求：在运动过程中通过AC 棒上的总电量。 电磁感应问题中动量定理应用归类 电磁感应现象是指物体在磁场中发生的电场现象，这个现象在物理学中起着重要的作用。在电磁感应的研究中，动量定理是一个很重要的概念，它被广泛应用于解决许多与电磁感应相关的问题。 动量定理是描述物体运动规律的一项基本定理，它指出物体的动量改变量等于外力的作用时间。在电磁感应问题中，外力通常是电磁场的作用，而电磁场的作用时间也就是电流通过导线的时间。因此，动量定理可以帮助我们理解电磁感应现象的一些特点，例如电磁感应产生的电动势的大小和方向，以及电磁感应现象对动量守恒的影响等。 下面将从动量定理在电磁感应问题中的应用进行分类介绍。 1. 电磁感应产生的电动势大小和方向 在电磁感应中，通常会有磁场和导体的相对运动。在这种情况下，导体中会产生感应电流。根据动量定理，磁场对导体的施加力等于导体感应电流对磁场施加的反作用力。这个反作用力需要超过磁场施加的惯性力，才能让导体运动。 由于导体中的感应电流会产生磁场，并且磁场的磁通量随时间的变化而变化，因此导体中的感应电动势也会随时间的变化而变化。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。因此，我们可以根据动量定理来计算磁场对导体的施加力，进而求解感应电动势的大小和方向。 2. 感应电流对磁场的反作用力 在电磁感应中，感应电流会对磁场产生反作用力。这个反作用力对磁场的影响可以通过动量定理来求解。根据动量定理，感应电流对磁场产生的反作用力等于磁场对感应电流的施加力。这个施加力是由导体中的感应电流产生的磁场对磁场的影响而产生的。 因此，我们可以通过动量定理来计算感应电流对磁场的反作用力，进而理解电磁感应中感应电流对磁场的影响。 3. 电磁感应现象对动量守恒的影响 动量守恒是物理学中的一个基本定律，它指出在不受外力作用的条件下，系统的总动量保持不变。在电磁感应中，由于感应电动势的作用，导体中的电子会受到推动，进而改变其动量。 因此，动量定理在电磁感应中也被用于解决动量守恒问题。比如在电磁铁中，当电流通过导线时，导线中的电子会受到推动，改变其动量。在这种情况下，电磁铁中的总动量不守恒，因为电场施加了外力。 通过动量定理的应用，可以更好地理解电磁感应现象中的一些重要特征和性质，为电磁学的研究和应用提供更深入的理解和指导。 高中物理：动量定理在电磁感应中的应用 碰撞与动量这部分内容对进一步学习物理学科是非常重要的，因为动量守恒定律是解决经典力学和微观物理问题的重要工具和方法之一。 动量动量定理 1、动量、冲量 2、动量变化量和动量变化率 3、动量、冲量 4、应用动量定理解题的一般步骤 (1)选定研究对象，明确运动过程 (2)受力分析和运动的初、末状态分析 (3) 选正方向，根据动量定理列方程求解 动量动量定理 动量定理揭示了冲量和动量变化量之间的关系. 1．应用动量定理的两类简单问题 (1) 应用I＝Δp求变力的冲量和平均作用力. 物体受到变力作用，不能直接用I＝Ft求变力的冲量. (2) 应用Δp＝Ft求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化． 曲线运动中,作用力是恒力，可求恒力的冲量，等效代换动量的变化量. 2．动量定理使用的注意事项 (1) 用牛顿第二定律能解决的问题，用动量定理也能解决，题目不涉及加速度和位移，用动量定理求解更简便. (2) 动量定理的表达式是矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向，公式中的F是物体或系统所受的合力．3．动量定理在电磁感应现象中的应用 在电磁感应现象中，安培力往往是变力，可用动量定理求解有关运动过程中的时间、位移、速度等物理量. 动量守恒定律 1、动量守恒定律内容 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变．这就是动量守恒定律． 2、动量守恒定律表达式 (1) m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2，两个物体组成系统相互作用前后，动量保持不变. (2) Δp1＝－Δp2，相互作用的两物体组成的系统，两物体的动量变化量大小相等、方向相反. 电磁感应问题中动量定理应用归类 电磁感应是电学的一个重要分支，它描述了磁场和电场交互作用的现象。在这个过程中，一个恒定的磁场会在一个导体中产生一个阻尼运动，并且电流也会在其中生成。这一过程应用了产生电动势的定律，即法拉第电磁感应定律。动量定理则对于电磁感应过程中的动量守恒起着重要作用，如将动量定理应用于电磁感应问题中，可以更好地理解相关物理现象，提高我们的物理理解和分析问题的能力。 1.动量定理的基本概念 动量定理是物理学中研究运动学的重要定理之一。它不仅可以帮助我们更好地理解自然界中的运动现象，还能解释各种力学现象的本质。动量定理内容如下： 物体的动量变化率等于施加在物体上的合外力。 其中动量是质量和速度的乘积，即动量p=mv，其中p是动量，m是质量，v是速度。合外力指施加在物体上的所有力的矢量和，其大小和方向由物体所处的环境和状态确定。 2.动量定理在电磁感应中的应用 在电磁感应中，动量定理具有重要意义。在电磁感应过程中，当一个导体通过磁场时，这个磁场会产生一个运动阻力，从而使导体运动速度降低。这就是动量定理在电磁感应中的应用。其中，动量定理可通过法拉第电磁感应定律得出，即磁通量改 变剩余电荷所导致的电场。 当导体移动时，磁场以一定范围控制导体中的电子运动。在这个过程中，当导体中的所有电荷向一个方向移动时，电子会受到合力，并且导体运动速度会降低。这个动量由阻尼力提供，而阻尼又是由其与磁场的相互作用引起的。此外，当电流被生成时，它还可以通过磁场和电场的相互作用来影响导体的运动。 动量定理可以帮助我们更好地理解这一复杂的过程。在电磁感应过程中，动量定理告诉我们，当导体受到电磁力时，它的速度将会变化。当导体停止运动时，电荷分布在导体上将会发生改变。这一过程会继续，直到电流达到稳定状态为止。 3.电磁感应的动量定理应用案例 一种常见的电磁感应案例是感应式加热。感应式加热是一种运用电磁感应原理，通过电流在导体中产生的热来加热物体的加热方式。在感应式加热过程中，导体会产生电流，并且会受到电磁力，这需要使用动量定理进行分析。 当导体受到磁场时，它的运动将受到一定阻尼。这个阻尼与磁场的强度和导体的电阻有关。阻尼力将抵消电流产生的热能，从而产生更高的温度。这个过程又涉及到能量守恒定律，能量守恒定律要求每个物理过程中总能量始终保持不变。 因此在感应式加热中，动量定理和能量守恒定律是必不可少的。即使被加热物体处于紊乱的状态下，仍需遵循以上原理。当我 动量定理及动量守恒定律在电磁感应中 的应用 摘要：《普通高中物理课程标准》指出,高中物理课程旨在进一步提高学生的科学素养，落实“立德树人”的根本任务。基于学科核心素养教学实施策略和方法，要落实到教育教学的全过程，本文重点介绍动量定理、动量守恒定律在电磁感应解题的运用。 关键词：动量动量守恒电磁感应应用 一、动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化.表达式:I=Δp或 Ft=mv 2-mv 1 . 二、动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受合外力为零,这个系统的总动量保持不变. 表达式：m 1v 1 +m 2 v 2 =m 1 v 1 ′+m 2 v 2 ′或p=p′. 三、在电磁感应中,动量定理应用于单杆切割磁感线运动,可求解变力的时间、速度、位移和电荷量. （1）求电荷量或速度:B LΔt=mv 2-mv 1 , q= t. （2）求时间:Ft-I 冲=mv 2 -mv 1 , I 冲 =BILΔt=BL . （3）求位移:-BILΔt=- =0-mv 0,即 - s=m(0-v ). 四、在电磁感应中对于双杆切割磁感线运动,若双杆系统所受合外力为零，运用动量守恒定律结合能量守恒定律可求解与能量有关的问题。 例1.如图所示,在水平面上有两条导电导轨MN,PQ,导轨 间距为d,匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里,磁感应强度 的大小为B,两根完全相同的金属杆1,2间隔一定的距离摆开放在导轨上,且与导轨垂直.它们的电阻均为R,两杆与导轨接触良好,导轨电阻不计,金属杆的摩擦不计.杆1以初速度v 滑向杆2,为使两杆不相碰,则杆2固定与不固定两种情况下,最初摆放两杆时的最小距离之比为( C ) A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.1∶1 解析:杆2固定:对回路 q 1 = = . 对杆1:-B d·Δt=0-mv 0,q 1 =·Δt 联立解得s 1 = . 杆2不固定: 对回路 q 2 = 对杆2:B d·Δt=mv 2-0 全程动量守恒:mv =mv 1 +mv 2 末态两棒速度相同,v 1=v 2 ,q 2 =·Δt 联立解得s 2 = . s 1 ∶s 2 =2∶1,则C选 项正确. 例2.如图所示,宽度为L的平行光滑的金属轨道,左端为半径为r 1 的四分之一 圆弧轨道,右端为半径为r 2 的半圆轨道,中部为与它们相切的水平轨道.水平轨道所在的区域有磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场.一根质量为m的金属杆a 置于水平轨道上,另一根质量为M的金属杆b由静止开始自左端轨道最高点滑下,当b滑入水平轨道某位置时,a就滑上了右端半圆轨道最高点(b始终运动且a,b 未相撞),并且a在最高点对轨道的压力大小为mg,此过程中通过a的电荷量为 q,a,b杆的电阻分别为R 1,R 2 ,其余部分电阻不计.在b由静止释放到a运动到右端 半圆轨道最高点过程中,求:(1)在水平轨道上运动时b的最大加速度是多大; (2)自b释放到a到达右端半圆轨道最高点过程中,系统产生的焦耳热是多少; (3)a刚到达右端半圆轨道最低点时b的速度是多大. 动量定理动量守恒在电磁感应中导轨与导体棒 的应用解析版 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】 A B R v0 B 导轨与导体棒问题 一、单棒问题 【典例1】如图所示，AB杆受一冲量作用后以初速度v =4m/s沿水平面内的固定轨道运动，经一段时间后而停止．AB的质量为m=5g，导轨宽为L=，电阻为R=2Ω，其余的电阻不计，磁感强度B=，棒和导轨间的动摩擦因数为μ=，测得杆从运动到停止的过程中通过导线的电量q=10﹣2C，求：上述过程中（g取10m/s2）（1）AB杆运动的距离； （2）AB杆运动的时间； （3）当杆速度为2m/s时，其加速度为多大 【答案】（1）；（2）；（3）12m/s2． （2）根据动量定理有：﹣（F 安t+μmgt）=0﹣mv 而F 安t=BLt=BLq ，得：BLq+μmgt=mv ， 解得：t= （3）当杆速度为2m/s时，由感应电动势为：E=BLv 安培力为：F=BIL，而I= 然后根据牛顿第二定律：F+μmg=ma 代入得： 解得加速度：a=12m/s2， 25.（20分）如图(a)，超级高铁(Hyperloop)是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具，它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点。 如图(b)，已知管道中固定着两根平行金属导轨MN、PQ，两导轨间距为r；运输车的质量为m，横截面是半径为r的圆。运输车上固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体棒1和2，每根导体棒的电阻为R，每段长度为D的导轨的电阻也为R。其他电阻忽略不计，重力加速度为g。 (1)如图(c)，当管道中的导轨平面与水平面成θ =30°时，运输车恰好能无动力地匀速下滑。求运输车 与导轨间的动摩擦因数μ； (2)在水平导轨上进行实验，不考虑摩擦及空气阻力。 ①当运输车由静止离站时，在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源，此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B，垂直导轨平向下的匀强磁场中，如图(d)。求刚接通电源时运输车的加速度的大小；（电源内阻不计，不考虑电磁感应现象）高中物理电磁感应公式
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