第四板块 电路与电磁感应 层级Ⅲ 运用“一课一题”（讲义）-【创新方案】2023高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材）

1高考专题辅导与测试·物理 层级Ⅲ运用“一课一题”·掌握解题流程·计算大题“整化零” 微专题Ⅲ“电路与电磁感应”计算大题解题研究 一课一题 精研一题·胜做百题 [典例](2022·衡水高三模拟)如图所示，一对(5)撤去外力瞬间安培力大小及克服安培力做功的功率 光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为F安=BL=0.6N,P=F安v=3.6W L=0.5m,左端接有阻值R=0.32的电阻。一质量(6)水平力F与时间t的关系：由牛顿第二定律可知 m=0.1kg、电阻r=0.12的金属棒MN放置在导 B2L0=ma,将=a代入化简得F=0.2十 F 轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的 r+R 磁感应强度B=0.4T。金属棒在水平向右的外力作 0.2t 用下，由静止开始以Q=2m/s2的加速度做匀加速运(7)撤去水平拉力瞬间其做功的功率，此时 动，当金属棒的位移x=9m时撤去外力，金属棒继 F=0.8N,P'=Fv=4.8W 续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中 (8)撤去外力瞬间MV两端的电势差 产生的焦耳热之比Q1：Q2=2：1。 UMN =IR=E-Ir=0.9 V 导轨足够长且电阻不计，金属棒在 R (9)匀加速阶段产生的平均感应电流为 运动过程中始终与导轨垂直且两端 与导轨保持良好接触。求： 1=,5RE=BL8=0.6V等释1=1.5A (1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量4：(10)计算匀加速阶段流过电阻的电荷量为 (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2; q=1t=4.5C (3)外力做的功WF。 (11)撤去外力后克服安培力做功将动能转化为电能， [思维流程]… 解答电磁感应的综合问题，首先要通过对整个题 再通过电流做功将电能转化为焦耳热，由动能定 目的情境把握，选取研究对象建立相应的物理模型，并 理有-w=0-2m2,w=1.8J, 对其进行全面的受力分析和运动分析。对本例题具体 分析如下： 根据能量守恒得Q2=W=1.8J (1)研究对象金属棒在撤去外力之前受到重力、支 (12)匀加速阶段，回路中产生的焦耳热为 持力、水平拉力、安培力，做匀加速直线运动，加速度恒 Q1=2Q2=3.6J 定不变，速度增加，安培力F=BL=1巴增加，水 :(13)撤去外力后电阻R产生的焦耳热 R+r 平拉力增加。 Q+Qs=a8。-R=}Qs=1.5J (2)撤去外力时速度达到最大，由于惯性的作用，金(14)外力做的功WF,由功能关系得 属棒继续向前运动，在安培力作用下减速运动，由牛顿第 Wr=Q1+Q2=5.4J 二定袋本E:一4 =a,则金属棒加速度减小，即金属 (15)匀加速阶段的-t图像，如图1所示 (16)匀加速阶段的Ft图像，如图2所示 棒做加速度减小的减速运动，直到速度减小到零，安培力消 AE/N 失，金属棒静止。 /A v/(ms) ■分步解析一应用思维流程，繁化简、难化易 (1)设匀加速阶段的末速度为v,则=2ax,v=6m/s l/s (2)匀加速阶段的平均速度为-十4_0叶6。 -m/s=3 m/s 图1 图2 图3 2 2 (17)金属棒在全过程中的心t图像，如图3所示 (③)匀加速阶段经历的时间由-2d,可得1=3s (18)求出水平力与位移的函数关系式 (4)撤去外力时感应电动势和感应电流分别为 F=0.2+0.2x=2a2=,F=0.2+0.2v7 E-BLv=1.2 V.I=FR-3A :[答案](1)4.5C(2)1.8J(3)5.4J |84 第四板块电路与电磁感应 [常见失误点分析] 典型错误 错因分析 计算电荷量时，用最大瞬时值代替平均值。具体如下：由前述 不清楚为何要用平均值计算电荷量，不理 (3)(4)得撤去外力时感应电流为I=3A,电荷量q=11=9C。 解g-N”的含义. 计算匀加速阶段回路中产生的焦耳热时用平均值代替有效 不清楚为何计算热量、功率的时候要用有 值。具体如下：平均感应电流计算如前述(9)所示，将1=1.5A, 效值。 代人焦耳定律可得Q1=P(R十r)t=2.7J。 计算出外力与时间的关系式，利用平均力来求解外力做功。 具体如下：根据牛顿第二定律可得F=0.2十0.2t,力随时间 不清楚利用平均力计算功的要求是力随位 线性变化。当t=0时，F1=0.2N;当t=3s时，F2=0.8N。 移线性变化而不是随时间线性变化。 外力做功W= F1+F x=4.5J。 2 多题一法 考法全练·思维归拢 考法1“单杆十导轨”模型 1.如图甲所示，倾角为0=37°足够长的倾斜导轨与光 滑水平导轨平滑连接。轨道宽度d=0.5m,电阻 忽略不计。在水平轨道平面内有水平向右的匀强 磁场，倾斜轨道平面内有垂直于倾斜轨道向下的匀： 强磁场，大小都为