专题强化十三 动力学、动量和能量观点在电学中的应用专题解读 1.本专题是力学三大观点在电学中的综合应用，高考对本专题将作为计算题压轴题的形式命题.2.学好本专题，可以帮助同学们应用力学三大观点分析带电粒子在电场和磁场中的碰撞问题、电磁感应中的动量和能量问题，提高分析和解决综合问题的能力.3.用到的知识、规律和方法有：电场的性质、磁场对电荷的作用、电磁感应的相关知识以及力学三大观点.命题点一 电磁感应中的动量和能量的应用1.应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量.如在导体棒做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题.2.在相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动时，由于这两根导体棒所受的安培力等大反向，合外力为零，若不受其他外力，两导体棒的总动量守恒，解决此类问题往往要应用动量守恒定律.类型 1 动量定理和功能关系的应用例 1 如图 1 所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，相距为 L，导轨上端接电阻R，宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有磁感应强度为 B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场，其宽度均为 d，Ⅰ和Ⅱ之间相距为 h 且无磁场.一长度为 L、质量为 m、电阻为 r 的导体棒，两端套在导轨上，并与两导轨始终保持良好的接触，导体棒从距区域Ⅰ上边界 H 处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻 R 上的电流及其变化情况相同，重力加速度为 g.求：图 1(1)导体棒进入区域Ⅰ的瞬间，通过电阻 R 的电流大小与方向.(2)导体棒通过区域Ⅰ的过程，电阻 R 上产生的热量 Q.(3)求导体棒穿过区域Ⅰ所用的时间.答案 (1)，方向向左 (2)mg(h＋d) (3)＋－解析 (1)设导体棒进入区域Ⅰ瞬间的速度大小为 v1，根据动能定理：mgH＝mv12①由法拉第电磁感应定律：E＝BLv1②由闭合电路的欧姆定律：I＝③由①②③得：I＝由右手定则知导体棒中电流方向向右，则通过电阻 R 的电流方向向左.(2)由题意知，导体棒进入区域Ⅱ的速度大小也为 v1，由能量守恒，得：Q 总＝mg(h＋d)电阻 R 上产生的热量 Q＝mg(h＋d)(3)设导体棒穿出区域Ⅰ瞬间的速度大小为 v2，从穿出区域Ⅰ到进入区域Ⅱ，v12－v22＝2gh，得：v2＝设导体棒进入区域Ⅰ所用的时间为 t，根据动量定理：设向下为正方向：mgt－BLt＝mv2－mv1此过程通过整个回路的电荷量为：q＝t＝得：t＝＋－变式 1 (2018·甘肃天水模拟)如图 2 所示，竖直放置的两光滑平行金属导轨，置于垂直于导...
