第10章 专题突破8 动力学、动量和能量观点在电磁感应中的应用-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版 老教材 老高考）

专题突破8　动力学、动量和能量观点在电磁感应中的应用 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 1．导体棒的动力学分析 电磁感应现象中产生的感应电流在磁场中受到安培力的作用，从而影响导体棒(或线圈)的受力情况和运动情况。 突破点一　电磁感应中的动力学问题 师生互动 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 2．两种状态及处理方法 状态 特征 处理方法 平衡态 加速度为零 根据平衡条件列式分析 非平衡态 加速度不为零 根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 3．力学对象和电学对象的相互关系 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 (1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小； [答案]　 0.18 N [解析]　设导体框与金属棒一起加速的加速度为a1，金属棒刚进入磁场的速度为v1，电流为I，电动势为E，安培力为F安，金属棒质量为m。 对导体框与金属棒整体，由牛顿第二定律得 (M＋m)g sin α＝(M＋m)a① 金属棒从开始运动到刚进入磁场的过程有 v12－0＝2as1② 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 (2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数； [解析]　设EF边刚进入磁场时速度为v2，此时导体框所受的安培力为 F安′，导体框做匀加速运动的加速度为a1，金属棒与导体框之间的动摩擦因数为μ。 金属棒在磁场中匀速运动，有 F安－μmg cos α＝mg sin α⑦ 导体框加速过程有Mg sin α－μmg cos α＝Ma1⑧ 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 (3)导体框匀速运动的距离。 [解析]　设金属棒做加速运动的加速度为a2，金属棒与导体框达到共速的时间为t，导体框匀速运动的距离为x。金属棒加速，有 mg sin α＋μmg cos α＝ma2⑬ v2＝v1＋a2t⑭ x＝v2t⑮ 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 角度2　“导体框”切割的动力学问题 典例2　(多选)(2021·全国甲卷) 由相同材料的导线绕成边长相同的甲、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，一段时间后进入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。在线圈下边进入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 AB 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 规律总结 “四步法”分析电磁感应中的动力学问题 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 1．(多选)(2022·湖南卷)如图，间距L＝ 1 m的U形金属导轨，一端接有0.1 Ω的 定值电阻R，固定在高h＝0.8 m的绝缘水 平桌面上。质量均为0.1 kg的匀质导体棒 a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接 触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为0.1 Ω，与导轨间的动摩擦因数均为0.1(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，导体棒a距离导轨最右端1.74 m。整个空间存在竖直向下的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为 0.1 T。用F＝0.5 N沿导轨水平向右的恒力拉导体棒a，当导体棒a运动到导轨最右端时，导体棒b刚要滑动，撤去F，导体棒a离开导轨后落到水平地面上。重力加速度取10 m/s2，不计空气阻力，不计其他电阻。下列说法正确的是(　　) 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 A．导体棒a离开导轨至落地过程中，水平位移为0.6 m B．导体棒a离开导轨至落地前，其感应电动势不变 C．导体棒a在导轨上运动的过程中，导体棒b有向右运动的趋势 D．导体棒a在导轨上运动的过程中，通过电阻R的电荷量为0.58 C 答案：BD 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 一轮 · 物理 高频热点•分类突破 课时作业•巩固提升 2．(多选)(2020·全国Ⅰ卷)如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和b