2026年高考物理一轮讲义+练习(湖南专用)第56讲电磁感应中的动量问题(复习讲义)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮讲义+练习(湖南专用)第56讲电磁感应中的动量问题(复习讲义)(学生版+解析)，文件包含四川省宣汉中学2025-2026学年高一下学期期中考试数学试题原卷版docx、四川省宣汉中学2025-2026学年高一下学期期中考试数学试题Word版含解析docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共4页， 欢迎下载使用。
02 \l "_Tc7022" 体系构建·思维可视3
03 \l "_Tc306" 核心突破·靶向攻坚3
\l "_Tc23645" 考点一 动量定理在电磁感应中的应用3
知识点 动量定理在电磁感应中的应用3
考向1 “单棒+电阻”模型5
考向2 “单棒+电容器”模型10
\l "_Tc818" 考点二 动量守恒定律在电磁感应中的应用15
\l "_Tc27137" 知识点 动量守恒定律在电磁感应中的应用15
考向 动量守恒定律在电磁感应中的应用16
04 \l "_Tc306" 真题溯源·考向感知24

考点一 动量定理在电磁感应中的应用
\l "_Tc25045" 知识点 动量定理在电磁感应中的应用
导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀变速直线运动时，当题目中涉及速度v、电荷量q、运动时间t、运动位移x时常用动量定理求解
1.导体棒在磁场中所受安培力是变力时，可用动量定理分析棒的速度变化，表达式为
I其他+IlBΔt=mv-mv0
或I其他-IlBΔt=mv-mv0;
若其他力的冲量和为零，则有IlBΔt=mv-mv0或-IlBΔt=mv-mv0。
2.求电荷量:q=IΔt=mv0−mvBl。
3.求位移:由-B2l2vR总Δt=mv-mv0有x=vΔt=(mv0−mv)R总B2l2。
4.求时间
①已知电荷量q，F其他为恒力，可求出非匀变速运动的时间。
-BILΔt+F其他Δt=mv-mv0
即-BLq+F其他Δt=mv-mv0。
②若已知位移x，F其他为恒力，也可求出非匀变速运动的时间。
−B2L2vΔtR总+F其他Δt=mv-mv0，vΔt=x。
\l "_Tc17630" 考向1 “单棒+电阻”模型
1.“单棒＋电阻”模型
(1)水平放置的平行光滑导轨，间距为L，左侧接有电阻阻值为R，导体棒初速度为v0，质量为m，电阻不计，匀强磁场的磁感应强度为B，导轨足够长且电阻不计，从导体棒开始运动至停下来。求：
①此过程中通过导体棒横截面的电荷量q＝mv0BL；
②此过程导体棒的位移x＝mv0RB2L2；
③若导体棒从获得初速度v0经一段时间减速至v1，通过导体棒的电荷量为q1，则v1＝v0－Bq1Lm；
④导体棒从获得初速度v0经过位移x0，速度减至v2，则v2＝v0－B2L2x0mR。
(2)间距为L的光滑平行导轨倾斜放置，倾角为θ，由静止释放质量为m、接入电路的阻值为R的导体棒，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直导轨所在倾斜面向下(重力加速度为g，导轨电阻不计)。
①经Δt1＝mv1＋BLqmgsinθ，通过横截面的电荷量为q，速度达到v1。
②经Δt2＝mv2R＋B2L2xmgRsinθ，导体棒下滑位移为x，速度达到v2。
例1(2025·湖南一模)如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为d，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，现给导体棒一个水平向右的初速度v0，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，下列说法正确的是( )
A.从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流
B.电阻R上产生的热量为mv02r2(R+r)
C.通过导体棒某截面的电荷量为mv0Bd
D.导体棒向右运动的最大距离为mv0RB2d2
【变式训练1】（2025·湖南省郴州市高三第三次教学质量监测）如图所示，光滑绝缘的水平面上存在一系列竖直向下宽度均为d的相同的匀强磁场，相邻两磁场的间距为d。一匝数n=20，边长为d的正方形金属线圈（dc边与磁场边界平行）以初速度v0从第一个磁场的左边界垂直进入磁场，结果线圈恰好能穿过完整的磁场的个数N=5。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈每经过一个磁场的动量变化量相等
B. 线圈每经过一个磁场的发热量相等
C. 线圈刚好离开第一个磁场的速度为
D. 增加线圈的匝数（增加的线圈材料、粗细与原来的相同），线圈仍以原来的速度进入磁场，穿过完整的磁场的个数仍为5
【变式训练2】（(多选)(2025·湖南高三开学考)某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与定值电阻R相连，AA1右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以大小为v0的初速度沿导轨向右经过AA1进入磁场，最终恰好停在CC1处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，AB=BC=d，导轨电阻不计，忽略摩擦阻力和空气阻力，金属杆始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是( )
A.金属杆经过BB1时的速度大小为v02
B.在整个过程中，定值电阻R产生的热量为12mv02
C.金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，产生的热量之比为3∶1
D.若将金属杆的初速度大小变为2v0，则金属杆在磁场中运动的距离变为8d
【变式训练3】如图甲所示，倾角为θ、宽度为l、电阻不计的光滑平行金属轨道足够长，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。轨道上端的电阻为R，金属杆MN的电阻为r，质量为m。将金属杆MN由静止释放，沿轨道运动到PQ处时速度恰好达到最大值。电压表示数u随时间t的变化关系如图乙所示，已知t1和t2时刻电压分别为Um2和最大值Um，重力加速度为g，金属杆始终与轨道垂直且接触良好。则（ ）

A．回路中磁通量变化量△φ与金属杆位移变化量△x的比值ΔφΔx为一定值
B．运动到t2时刻一半时，金属杆两端电压可能等于Um2
C．磁感应强度大小B=mgR+rsinθUml
D．0∼t1时间内通过金属杆的电荷量q=UmRt1−Um2R+r2mg2R2sin2θ
\l "_Tc17630" 考向2 “单棒+电容器”模型
。
2.无外力充电式
3.无外力放电式
例1（多选） （）2025湖南省邵阳市高三下学期第二次联考）某电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距为，倾角为，导轨上端串接一个阻值为的电阻，下端接有电容为的电容器。在导轨间长为的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为，质量为的金属棒水平置于导轨上，用绝缘绳索（平行导轨）通过定滑轮与拉杆相连，金属棒向上运动时，闭合，断开，向下运动时，断开，闭合。棒的初始位置在磁场下方某位置处，一位健身者用大小为的恒力竖直向下拉动杆，棒运动过程中始终保持与导轨垂直，进入磁场时恰好匀速上升，棒到达磁场处时，撤去拉力，恰好能减速运动到磁场上边界，紧接着棒a从磁场上边界由静止开始下滑，此时电容器电量为零，下滑过程中，拉力始终为零。不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量，金属棒与导轨接触良好，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 棒a向上进入磁场时的速度大小为
B. 棒a减速向上运动的时间为
C. 棒a在磁场中下滑时做加速度减小的加速运动
D. 棒a向下离开磁场时的速度大小为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．棒进入磁场时有
又
联立解得
A选项正确；
B．减速过程，由动量定理得
又
联立解得
B选项正确
C．导体棒向下运动的过程中，时间内电容器电荷量的变化量
按定义有：
对棒有
联立可得
可知棒做初速度为零的匀加速运动，选项错误；
D．导体棒向下出磁场时的速度为，由运动学公式
解得
选项正确。
【变式训练1】（2025·湖南南省长沙市湖南师范大学附属中学高三下学期一模）如图所示，平行金属导轨abcd与a′b′c′d′，两导轨间距L = 2 m，ab与a′b′段是竖直四分之一光滑圆弧，半径R = 20 m，bc与b′c′是光滑水平直导轨，cd与c′d′是与水平成θ = 37°的足够长的粗糙直导轨，有垂直斜面向下的匀强磁场（磁场只存在斜面轨道部分），磁感应强度B = 5 T，电容器的电容C = 200 μF，将一质量m = 20 g的金属棒MN由圆弧最高点静止释放，金属棒MN与cd、c′d′的动摩擦因数μ = 0.25，重力加速度g = 10 m/s2，cc′处有一小段光滑圆弧（长度可忽略不计），不计一切电阻，已知sin37° = 0.6，cs37° = 0.8，求：
（1）金属棒MN第一次经过bb′时的速度大小v1；
（2）金属棒MN在斜面cdc′d′上滑的最大距离d；
（3）最终金属棒MN与斜面cdc′d′摩擦生的热Q。
【变式训练2】（多选）（2025·四川乐山·三模）两根长直光滑平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上，导轨间距为L，空间存在垂直于导轨平面向下、磁感应强度为B的匀强磁场，俯视角度如图所示。导轨左端通过单刀双掷开关与电源、电容器相连，电源电动势为E（内阻不计），电容器的电容为C。将质量为m，电阻为R的导体棒垂直放置在导轨上，先将开关接到a，待电容充电结束后将开关换接到b。忽略导线和导轨电阻，且不考虑电磁辐射及回路中电流产生的磁场，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒加速度的最大值为BLEmR
B．导体棒能够达到的最大速度为EBL
C．导体棒从开始运动至达到最大速度的过程中，通过导体棒横截面积的电荷量为CmEB2L2C+m
D．导体棒达到最大速度时，电容器极板间的电压为BLEB2L2C+m
【变式训练3】（多选）如图所示，无限长“U”形金属导轨ABCD和直线形导轨EF、GH水平平行放置，导轨均光滑且不计电阻，相邻导轨间距离L=0.4m，AB和EF间、GH和CD间均有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为2T，EF、GH间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为2T，GH和CD左端连有不带电的电容器，电容为0.5F。现有金属棒1、2、3如图所示垂直导轨放置，三根金属棒长度均为L，金属棒1、3质量为1kg，电阻为1Ω。金属棒2质量为2kg，电阻为2Ω。初始时刻金属棒1、3静止，开关S断开，给金属棒2水平向右、大小为5m/s的速度。下列说法正确的是（ ）
A．S断开，初始时刻通过金属棒2的电流I的大小为1A
B．S断开，金属棒1、2、3达到稳定状态时，金属棒2的速度大小为4m/s
C．S断开，从初始时刻到金属棒1、2、3达到稳定状态，1棒产生的焦耳热为5J
D．达到稳定状态时，撤去棒3，同时闭合开关S，电容器最终带的电量大小约为0.54C

考点二 动量守恒定律在电磁感应中的应用
知识点 动量守恒定律在电磁感应中的应用
1.在双金属棒切割磁感线的系统中，双金属棒和导轨构成闭合回路，安培力充当系统内力，如果它们不受摩擦力，且受到的安培力的合力为0时，满足动量守恒，运用动量守恒定律解题比较方便。
2.双棒模型(不计摩擦力)
3.“双杆＋轨道”模型
考向 动量守恒定律在电磁感应中的应用
例1．（2025·湖南大联考·一模）如图所示，平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨宽为L，导轨所在空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两金属杆质量均为m，两金属杆连入电路部分的电阻均为R，0时刻、2杆静止，同时给1杆水平向右的初速度，则：
(1)两杆最终的速度是多少？
(2)设t时刻两杆的速度已经稳定，则0~t时间内两杆对地的位移分别是多大？
【变式训练1】如图所示，光滑金属导轨MN、PQ水平固定放置，间距为L，两导轨之间存在着与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属棒ab与cd质量分别为4m、m，电阻分别为R、4R，长度均为L，放置在导轨上并与导轨垂直。现同时给金属棒ab与cd一个大小为v0的初速度，方向分别向左、向右，两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，忽略感应电流产生的磁场，则下列说法正确的是（ ）
A．通过金属棒ab的最大电流为BLv0R
B．金属棒cd的最大加速度为2B2L2v05mR
C．金属棒cd的速度减为零时，回路中的电流为3BLv016R
D．从初始时刻到金属棒cd的速度减为零时，两导体棒之间的距离增大了2mRv0B2L2
【变式训练2】如图所示，光滑足够长水平导轨置于磁场中，左侧导轨间距为l，匀强磁场的磁感应强度大小为2B，右侧导轨间距为2l，匀强磁场的磁感应强度大小为B。导体棒ab和导体棒cd均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab棒和cd棒接入电路的电阻相等，两棒始终在对应的导轨部分运动，且与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现给cd棒一水平向右的初速度v0，在此后的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．ab和cd组成的系统动量守恒
B．ab达到稳定运动状态时，其两端电压为零
C．cd达到稳定运动状态前，一直做匀减速运动
D．cd克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热
【变式训练3】如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d和2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。已知导体棒MN的电阻为R、长度为d，导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d，PQ的质量是MN的2倍。初始时刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩量为L的轻质绝缘弹簧。释放弹簧，两棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧伸展过程中，回路中产生逆时针方向的电流
B．PQ速率为v时，MN所受安培力大小为4B2d2v3R
C．整个运动过程中，MN与PQ的路程之比为2∶1
D．整个运动过程中，通过MN的电荷量为BLd3R
【变式训练4】如图，电阻不计的光滑金属导轨由直窄轨AB、CD，直宽轨EF、GH和连接直轨BE、GD构成，整个导轨处于同一水平面内，AB∥CD∥EF∥GH，BE和GD共线且与AB垂直，窄轨间距为L2，宽轨间距为L。空间有方向竖直向上的匀强磁场，宽轨所在区域的磁感应强度大小为B，窄轨所在区域的磁感应强度大小为2B。棒长均为L、质量均为m、电阻均为R的均匀金属直棒a、b始终与导轨垂直且接触良好。初始时刻，b棒静止在宽轨上，a棒从窄轨上某位置以平行于AB的初速度v0向右运动。a棒距窄轨右端足够远，宽轨EF、GH足够长。则（ ）

A．a棒刚开始运动时，b棒的加速度大小为B2L2v02mR
B．经过足够长的时间后，a棒的速度大小为23v0
C．整个过程中，a棒克服安培力做的功等于ab两棒上的发热量
D．整个过程中，b棒产生的焦耳热为16mv02
1.（多选）（2025·湖南·高考真题）如图，关于x轴对称的光滑导轨固定在水平面内，导轨形状为抛物线，顶点位于O点。一足够长的金属杆初始位置与y轴重合，金属杆的质量为m，单位长度的电阻为。整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。现给金属杆一沿x轴正方向的初速度，金属杆运动过程中始终与y轴平行，且与电阻不计的导轨接触良好。下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆沿x轴正方向运动过程中，金属杆中电流沿y轴负方向
B. 金属杆可以在沿x轴正方向的恒力作用下做匀速直线运动
C. 金属杆停止运动时，与导轨围成的面积为
D. 若金属杆的初速度减半，则金属杆停止运动时经过的距离小于原来的一半
2.（多选）（2024·湖南·高考真题）某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨BC段与B1C1段粗糙，其余部分光滑，AA1右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度v0沿导轨向右经过AA1进入磁场，最终恰好停在CC1处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为μ，AB=BC=d。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．金属杆经过BB1的速度为v02
B．在整个过程中，定值电阻R产生的热量为12mv02−12μmgd
C．金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量相同
D．若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍
3.（多选)[2024·海南卷] 两根足够长的导轨由上下段电阻不计、光滑的金属导轨组成,在M、N两点绝缘连接,M、N等高,间距L=1 m,连接处平滑.导轨平面与水平面夹角为30°,导轨两端分别连接一个阻值R=0.02 Ω的电阻和C=1 F的电容器,整个装置处于B=0.2 T的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中,两根导体棒ab、cd分别放在MN两侧,质量分为m1=0.8 kg,m2=0.4 kg,ab棒电阻为0.08 Ω,cd棒的电阻不计,将ab由静止释放,同时cd从距离MN为x0=4.32 m处在一个大小F=4.64 N,方向沿导轨平面向上的力作用下由静止开始运动,两棒恰好在MN处发生弹性碰撞,碰撞前瞬间撤去F,已知碰前瞬间ab的速度为4.5 m/s,g取10 m/s2( )
A.ab从释放到第一次碰撞前所用时间为1.44 s
B.ab从释放到第一次碰撞前,R上消耗的焦耳热为0.78 J
C.两棒第一次碰撞后瞬间,ab的速度大小为6.3 m/s
D.两棒第一次碰撞后瞬间,cd的速度大小为8.4 m/s
.
5．（2023·重庆·高考真题）如图所示，与水平面夹角为θ的绝缘斜面上固定有光滑U型金属导轨。质量为m、电阻不可忽略的导体杆MN沿导轨向下运动，以大小为v的速度进入方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场区域，在磁场中运动一段时间t后，速度大小变为2v。运动过程中杆与导轨垂直并接触良好，导轨的电阻忽略不计，重力加速度为g。杆在磁场中运动的此段时间内（ ）

A．流过杆的感应电流方向从N到M
B．杆沿轨道下滑的距离为32vt
C．流过杆感应电流的平均电功率等于重力的平均功率
D．杆所受安培力的冲量大小为mgtsinθ−mv
6.（2023·福建·高考真题）如图，M、N是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，导轨足够长且电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于水平面向下的匀强磁场，其左边界OO′垂直于导轨；阻值恒定的两均匀金属棒a、b均垂直于导轨放置，b始终固定。a以一定初速度进入磁场，此后运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，并与b不相碰。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立x轴坐标；在运动过程中，a的速度记为v，a克服安培力做功的功率记为P。下列v或P随x变化的图像中，可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
7．（2023·辽宁·高考真题）如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d和2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。已知导体棒MN的电阻为R、长度为d，导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d，PQ的质量是MN的2倍。初始时刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩量为L的轻质绝缘弹簧。释放弹簧，两棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且电阻不计。下列说法正确的是（ ）

A．弹簧伸展过程中，回路中产生顺时针方向的电流
B．PQ速率为v时，MN所受安培力大小为
C．整个运动过程中，MN与PQ的路程之比为2：1
D．整个运动过程中，通过MN的电荷量为
8．（2024·湖北·高考真题）如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求
（1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小；
（2）金属环刚开始运动时的加速度大小；
（3）为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
动量定理在电磁感应中的应用
选择题
非选择题
湖南卷T9
湖南卷T8
湖南卷T9
动量守恒定律在电磁感应中的应用
选择题
非选择题
考情分析：
1．从近几年试题来看，湖南高考每年都要考查运用动量的观点分析求解电磁感应问题，常以选择题和计算题形式出现，题目难度中档偏上。部分试题会将其作为压轴题，难度较大，且通常会结合动力学和能量知识，综合性较强。
2．从命题思路上看，未来仍会加大对动量观点在电磁感应中应用的考查力度，题型大概率保持选择题和计算题不变。命题情景多以典型的单棒和双棒模型为背景，考查方式可能会更加灵活，注重对学生理解能力、分析综合能力以及数学应用能力的考查，可能会结合更多生活中的物理现象或现代科技应用，如电磁轨道炮、超导磁悬浮等，要求学生将实际问题转化为物理模型进行求解。
复习目标：
目标1：清晰理解动量定理和动量守恒定律的基本概念、公式及适用条件，能准确区分两者的应用场景。
目标2：掌握电磁感应中常见的单棒模型（阻尼式、电动式、发电式等）和双棒模型的特点，明确不同模型下的受力情况、运动规律及能量转化关系
基本模型
规律
(导轨光滑，电阻阻值为R，电容器电容为C)
电路特点
导体棒相当于电源，电容器充电
电流特点
安培力为阻力，棒减速，E减小，有I＝BLv−UCR，电容器充电UC变大，当BLv＝UC时，I＝0，F安＝0，棒匀速运动
运动特点和最终特征
棒做加速度a减小的减速运动，最终做匀速运动，此时I＝0，但电容器带电荷量不为零
最终速度
电容器充电电荷量：q＝CUC
最终电容器两端电压UC＝BLv
对棒应用动量定理：
mv－mv0＝－BIL·Δt＝－BLq
v＝mv0m＋B2L2C
v－t图像
基本模型
规律
(电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C)
电路特点
电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动
电流特点
电容器放电时，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，直至电流为零，此时UC＝BLvm
运动特点及最终特征
做加速度a减小的加速运动，最终匀速运动，I＝0
最大速度vm
电容器初始电荷量：Q0＝CE
放电结束时电荷量：Q＝CUC＝CBLvm
电容器放电电荷量：ΔQ＝Q0－Q＝CE－CBLvm
对棒应用动量定理：mvm－0＝BIL·Δt＝BLΔQ
vm＝BLCEm＋B2L2C
v－t图像
模型示意图及条件
水平面内的光滑等距导轨，两个棒的质量分别为m1、m2，电阻分别为R1、R2，给棒2一个初速度v0
电路特点
棒2相当于电源；棒1受安培力而加速运动，运动后产生反电动势
电流及速度变化
棒2做变减速运动，棒1做变加速运动，随着两棒相对速度的减小，回路中的电流减小，I＝BLv2−v1R1＋R2，安培力减小，加速度减小，稳定时，两棒的加速度均为零，以相等的速度匀速运动
最终状态
a＝0，I＝0，v1＝v2
系统规律
动量守恒m2v0＝(m1＋m2)v
能量守恒Q＝12m2v02－12(m1＋m2)v2
两棒产生焦耳热之比Q1Q2＝R1R2
类型
光滑平行导轨
光滑不等距导轨
示意图
两金属杆的质量分别为m1、m2，电阻分别为r1、r2，导轨间距为L，其他电阻忽略不计
两金属杆的质量分别为m1、m2，电阻分别为r1、r2，导轨间距为L，其他电阻忽略不计
两金属杆的质量分别为m1、m2，电阻分别为r1、r2，导轨间距L1＝2L2，其他电阻忽略不计
力学
观点
开始时，两杆做变加速运动；稳定时，两杆以相同的加速度做匀加速运动
杆MN做加速度逐渐减小的减速运动，杆PQ做加速度逐渐减小的加速运动，稳定时，两杆的加速度均为零，以相等的速度做匀速运动
杆MN做加速度逐渐减小的减速运动，杆PQ做加速度逐渐减小的加速运动，稳定时，两杆的加速度均为零，两杆的速度之比vMN∶vPQ＝1∶2
动量观点
系统动量不守恒
系统动量守恒
能量
观点
外力做的功＝金属杆1增加的动能＋金属杆2增加的动能＋焦耳热
杆MN动能的减少量＝杆PQ动能的增加量＋焦耳热
4..[2024·江西卷] 如图所示,绝缘水平面上固定一光滑平行金属导轨,导轨左右两端分别与两粗糙的倾斜平行金属导轨平滑连接,两侧导轨倾角分别为θ1、θ2,导轨间距均为l=2 m,水平导轨所在区域存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5 T.现有两均匀金属细棒甲和乙,质量分别为m1=6 kg和m2=2 kg,接入导轨的电阻均为R=1 Ω.左侧倾斜导轨与两棒的动摩擦因数分别为μ1=320、.初始时刻,乙静止在水平导轨上,与水平导轨左端P1P2的距离为d,甲从左侧倾斜导轨高度h=4 m的位置静止滑下.水平导轨足够长,两棒运动过程中始终与导轨接触良好且保持垂直..不计空气阻力和导轨的电阻.(g取10 m/s2,sin θ1=0.6,sin θ2=0.8)
(1)求甲刚进入磁场时乙的加速度大小和方向;
(2)为使乙第一次到达水平导轨右侧Q1Q2之前甲和乙不相碰,求d的最小值;