第十一章 热点专题系列（六）电磁感应中的“杆和导轨、导线框”模型-【金版教程】2024高考物理一轮复习解决方案课件PPT（新教材）

热点专题系列(六)　电磁感应中 的“杆和导轨、导线框”模型 1 热点概述：电磁感应中的“杆和导轨、导线框”运动模型，是导体切割磁感线运动过程中动力学与电磁学知识的综合应用，此类问题是高考命题的重点。 [热点透析] [热点集训] [热点透析] 3 [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] 注：(1)在电磁感应中，动量定理应用于单杆切割磁感线运动，可求解速度、位移、电荷量，以及除安培力之外恒力的作用时间。 (2)若光滑导轨倾斜放置，要考虑导体杆受到重力沿导轨斜面向下的分力作用，分析方法与表格中受外力F时的情况类似，这里就不再赘述。 [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] A．S1闭合，S2、S3断开，由静止释放导体棒，导体棒的a­t图像如图1 B．S2闭合，S1、S3断开，由静止释放导体棒，导体棒的a­t图像如图2 C．S1、S2、S3断开，由静止释放导体棒Δt后闭合开关S1，导体棒的v­t图像可能如图3 D．S1、S2、S3断开，由静止释放导体棒Δt后闭合开关S3，导体棒的v­t图像一定如图4 [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] 注：对于不在同一平面上运动的双杆的问题，动量守恒定律不适用，可以用牛顿运动定律、能量观点、动量定理进行解决。 [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] A．金属框的速度大小趋于恒定值 B．金属框的加速度大小趋于恒定值 C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值 D．导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值 [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] A．t1～t2时间内导线框受到的安培力逐渐增大 B．磁场的高度d可以用v­t图中阴影部分的面积表示 C．导线框重力势能的减少量等于其动能的增加量 D．导线框产生的焦耳热大于mgl [热点透析] [热点集训] [解析]　由图2可知，0～t1时间内，导线框自由下落，t1～t2时间内导线框切割磁感线进入磁场，做加速度减小的减速运动，完全进入磁场后，做匀加速运动。t1～t2时间内对导线框受力分析可知，F安－mg＝ma，a减小，则安培力在减小，A错误；根据题意可知，t1时刻bc边开始进入磁场，t3时刻bc边即将到达地面，所以磁场高度d为t1～t3时间内导线框的位移大小，即v­t图线t1～t3部分与t轴所围面积，而不是图2中阴影部分面积，B错误；根据题意可知，安培力做负功，所以重力势能减少量等于动能增加量和克服安培力做功之和，C错误；由前面分析可知t1～t2时间内F安>mg且W安＝F安l，所以在下降过程中导线框产生的焦耳热Q＝W安>mgl，D正确。 [热点透析] [热点集训] [热点集训] 34 1．(2022·湖南省衡阳市高三下联考(三))(多选)如图所示，在水平面上有两根足够长的平行导轨，右端接有阻值为R的定值电阻，处于垂直轨道平面的磁感应强度为B的匀强磁场中，两轨道间距为L。质量为m、电阻为r的金属棒ab静置于导轨上，棒ab在水平向左的恒力F的作用下开始运动，运动中与轨道垂直且接触良好，经过一段时间后，以速度v开始做匀速运动，随后撤去外力F，导轨的电阻不计，棒ab与导轨间动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则(　　) [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] 2．(2022·辽宁省抚顺市高三下第一次模拟考试)(多选)如图所示，M、N、P、Q四条光滑的足够长的金属导轨平行放置，导轨间距分别为2L和L，两组导轨间由导线相连，装置置于水平面内，导轨间存在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场，两根质量均为m、接入电路的电阻均为R的导体棒C、D分别垂直于导轨放置，且均处于静止状态，不计导体棒外其余部分电阻。t＝0时使导体棒C获得瞬时速度v0向右运动，两导体棒在运动过程中始终与导轨垂直并与导轨接触良好，且达到稳定运动时导体棒C未到两组导轨连接处。则下列说法正确的是(　　) [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] [热点透析] [热点集训] 3．(2021·福建高考)(多选)如图，P、Q是两根固定