第十一章 专题突破（十二）电磁感应中的动力学与能量问题-【学易优】2024年高考物理一轮总复习

高考总复习·物理 6.(2023·辽宁省渤海大学附高级中学模拟)如图 所示，在MN、PQ区域内存在匀强磁场，磁感应 强度为B,均匀矩形导线框abcd在纸面内以垂 直于MN的速度匀速通过该磁场区域，且b 边始终平行于MN,已知ab边长为2l,ad边及 磁场区域的宽度均为(，在导线框通过磁场的过 程中，下列关于ad两点间电压随时间变化的图 像正确的是 XX 温颦 提 请做专题突破训练（十一）P4 专题突破（十二） 电磁感应中的动力学与能量问题 要点一 电磁感应中的动力学问题 关键能力保度研析 1.导体的两种运动状态 3.导体常见运动情况的动态分析 (1)导体的平衡状态一静止状态或匀速直线运 若F合=0 匀速直线运动 动状态 v增大，若a恒 处理方法：根据平衡条件列式分析。 定，拉力F增大 (2)导体的非平衡状态—加速度不为零. E=Blv v增大，F发增大 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结 a、U F合减小，a减小， 合功能关系分析： E 同向 若F合≠0 做加速度减小的 2,用动力学观点解答电磁感应问题的一般步骤 I-R+r 加速运动，减小到 F合=ma a=0,匀速直线 “源的 确定“电源”，感应电动势的 F安=BIl 运动 分标 大小和方向 减小，F安减小， F合 a、 a减小，当a=0, “路"的 西等效地路 分析 根指=水感城电流 反向 静止或匀速直线 运动 “力"的 安培力 合外力 →加速度 典例分析] 分析 F安=BI F合=ma 【例1】(2023·山东青岛高三模拟)如图甲所示， 运动状态” 根据力与运动的关系 两根足够长的直金属导轨MV,PQ平行放置在 的分析 判斯运动状态 倾角为0的绝缘斜面上，两导轨间距为L,M、P 两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的 均匀直金属杆αb放在两导轨上，并与导轨垂直， 整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁 场方向垂直于斜面向下.导轨和ab杆的电阻可 ·240· 第十一章电磁感应 忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和ab杆 接触良好，不计它们之间的摩擦.（重力加速度为g) [对点训练 1,如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导 轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并 保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场 方向垂直于导轨平面向下，现使磁感应强度随时 间均匀减小，金属棒b始终保持静止，下列说法 (1)由b向“方向看到的装置如图乙所示，请在 正确的是 此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示 意图； (2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v 时，求杆中的电流及其加速度的大小： (3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最 A.ab中的感应电流方向由b到a 大值. B.ab中的感应电流逐渐减小 C.ab所受的安培力保持不变 D.ab所受的静摩擦力逐渐减小 2.(2021·甲卷·T8)(多选)由 甲口 □z 相同材料的导线绕成边长相x×x×x×x× 同的甲、乙两个正方形闭合×××××××× 线圈，两线圈的质量相等，但×××××××× 所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的 2倍.现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由 静止开始下落，一段时间后进人一方向垂直于纸 面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所 示.不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平 行于纸面，上、下边保持水平，在线圈下边进人磁 场后且上边进入磁场前，可能出现的是() A甲和乙都加速运动 B.甲和乙都减速运动 C.甲加速运动，乙减速运动 D.甲减速运动，乙加速运动 要点二 电磁感应中的能量问题 关键能力保度研 1,能量转化及焦耳热的求法 (2)求解焦耳热Q的三种方法。 (1)能量转化。 焦耳定律：Q=广，适用于电流、电阻不变 安 做正功：转化机械能，如电动机 焦耳热Q的 电能 三种求法 功能关系：Q=W克老特，电流变不变适可 做 做负功，转化电能 流焦耳热或其他形 能量守但：Q=个Fπ量的城少，也流变不变都适用 机械能 功式的能量，如发电机 ·241· 高考总复习·物理 2.解电磁感应现象中的能量问题的一般步聚： (1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量 [对点训练 发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回 3.(2023·南昌模拟)如图(a)所示，在倾角为30°的 路就相当于电源， (2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些 光滑斜面上放置一正方形金属线框，金属框的ab 形式的能量发生了相互转化 边与斜面底边平行，其电阻为0.5Ω、边长为 (3)根据能量守恒列方程求解. 10cm.垂直于斜面方向的匀强磁场的磁感应强 [典例分析] 度B随时问的变化规律如图(b)所示.1=0时将 线框在磁场中由静止释放，重力加速度g取 【例2】(2022·湖北·T15) 10m/s2.则在