押第13题 计算题 带电粒子在组合场中运动、电磁感应与动力学、能量结合-备战2023年高考物理临考题号押题（云南，安徽，黑龙江，山西，吉林五省通用）

押云南，安徽，黑龙江，山西，吉林五省卷第13题 带电粒子在组合场中运动、电磁感应与动力学、能量结合 带电粒子在组合场中运动、电磁感应与动力学、能量结合的内容，在新高考下所占分值比重较大，对学生的能力要求较高，要求学生对物理过程分析清楚，常考物理模型应用熟练，主要考点如下： 考点 细分 带电粒子在组合场中运动 带电粒子在磁场中运动 带电粒子在组合场、叠加场中的运动 电磁感应与动力学、能量结合 法拉第电磁感应定律 电磁感应中的动力学问题 电磁感应中的能量转化 一、带电粒子在组合场中的运动 1．带电粒子在电场或磁场中的运动性质 (1)带电粒子在匀强电场中可能做匀变速直线运动、类平抛运动、类斜抛运动．处理方法一般有动力学方法(牛顿运动定律结合运动学公式)、动能定理、运动的合成与分解． (2)带电粒子在匀强磁场中可能做直线运动、匀速圆周运动或螺旋线运动． 2．带电粒子在组合场中运动问题的处理方法 (1)按照进入不同的场的时间顺序分成几个不同的阶段． (2)分析带电粒子在各场中的受力情况和运动情况．若粒子进入电场区域，则其运动为加速(减速)以及偏转两大类运动，而进入磁场区域时，粒子通常做匀速圆周运动． (3)画出带电粒子的运动轨迹，注意运用几何知识，找出相应几何关系与物理关系． (4)注意确定粒子在组合场交界处的速度大小与方向，该速度往往是联系两段运动的“桥梁”． 二、带电粒子在叠加场中的运动 1．在重力、静电力和洛伦兹力中的两者或三者共同作用下，带电粒子可能静止，可能做匀速(匀变速)直线运动或类平抛运动，还可能做匀速圆周运动． (1)若只有两个场，合力为零，则表现为匀速直线运动或静止状态．例如电场与磁场叠加满足qE＝qvB时，重力场与磁场叠加满足mg＝qvB时，重力场与电场叠加满足mg＝qE时． (2)若三场共存，合力为零时，粒子做匀速直线运动，其中洛伦兹力F＝qvB的方向与速度v垂直． (3)若三场共存，粒子做匀速圆周运动时，则有mg＝qE，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即qvB＝m. 2．当带电粒子做复杂的曲线运动或有约束的变速直线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解. 三、法拉第电磁感应定律 1．求感应电动势的方法 (1)法拉第电磁感应定律：E＝n ①S不变时E＝nS(感生电动势) ②B不变时E＝nB(动生电动势) (2)导体棒垂直切割磁感线 ①平动切割：E＝Blv ②以导体棒一端为圆心，在垂直匀强磁场平面内转动切割：E＝Bl2ω 2．电磁感应中电荷量的求解方法 q＝t＝n(n：匝数，ΔΦ：磁通量变化量，R总：闭合电路的总电阻) 四、电磁感应中的电路问题 1．电磁感应中电路问题的一般解题流程 2．注意事项 电源两端的电压不是电动势，也不是内电压，而是外电压． 四、电磁感应中的动力学和能量问题 1．电磁感应中动力学问题的分析方法 (1)分析导体棒的受力，画出受力示意图(注意将立体图转化为平面图)． (2)注意动态变化过程分析 2．能量转化及焦耳热的求法 (1)能量转化关系 (2)焦耳热的三种求法 ①焦耳定律：Q＝I2Rt，适用于电流、电阻不变的情况． ②功能关系：Q＝W克安，W克安表示克服安培力做的功，电流变或不变都适用． ③能量转化：Q＝ΔE其他，ΔE其他表示其他能的减少量，电流变或不变都适用. 1．（2022·全国·统考高考真题）如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为；在到时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为。求: （1）时金属框所受安培力的大小； （2）在到时间内金属框产生的焦耳热。 2．（2022·全国·统考高考真题）光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理示意图如图所示。图中A为轻质绝缘弹簧，C为位于纸面上的线圈，虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场；M为置于平台上的轻质小平面反射镜，轻质刚性细杆D的一端与M固连且与镜面垂直、另一端与弹簧下端相连，为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，的圆心位于M的中心。使用前需调零:使线圈内没有电流通过时，M竖直且与纸面垂直；入射细光束沿水平方向经上的O点射到M上后沿原路反射。线圈通入电流后弹簧长度改变，使M发生倾斜，入射光束在M上的入射点仍近似处于的圆心，通过读取反射光射到上的位置，可以测得电流的大小。已知弹簧的劲度系数为k，磁场磁感应强度大小为B，线圈C的匝数为N。沿水平方向的长度为l，细杆D的长度为d，圆弧的半径为r﹐，d远大于弹簧长度改变量的绝对值。 （1）若在线圈中通入的微小电流为I，求平衡后弹簧长度改变量的绝对值及上反射光点与O点间的弧长s； （2）某同学用此装置测一微