专题强化训练18 电磁感应中的动力学、能量和动量问题(作业课件)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中物理高考一轮总复习（粤教版2019）

高考复习顶层设计·物理 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 一、单项选择题 1.如图所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落,如果线圈受到的磁场力总小于其重力,则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为(　　) A.a1>a2>a3>a4 B.a1=a3>a2>a4 C.a1=a3>a4>a2 D.a4=a2>a3>a1 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　未进磁场前和全部进入磁场后,都仅受重力,所以加速度a1=a3= g。线框在图2位置时,受到重力和向上的安培力,且已知F安<mg,所以a2=<g。而由于线框完全在磁场中时做加速度为g的加速运动,故4位置时的速度大于2位置时的速度,根据F安=及a=可得a4<a2;故线圈在1、2、3、4位置时的加速度关系为a1=a3>a2>a4,B项正确。 答案　B 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.如图为相距L的光滑平行导轨,圆弧部分竖直放置,平直部分固定于水平地面上,矩形MNPQ区域内(MQ足够长)存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,导轨右端连接定值电阻R。一质量为m、长为L、电阻为r的金属棒ab从圆弧轨道上高h处由静止释放。金属棒ab与导轨始终接触良好,不计导轨电阻,重力加速度大小为g。从金属棒ab开始运动到停止运动的过程中,下列说法正确的是(　　) 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.金属棒ab刚进入磁场时的速度大小为 B.金属棒ab刚进入磁场时,金属棒ab两端的电压为BL C.金属棒ab进入磁场后做匀减速直线运动 D.金属棒ab克服安培力做的总功为mgh 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　金属棒ab从释放到刚进入磁场时,根据动能定理有mgh=mv2,解得v=,A项错误;金属棒ab刚进入磁场时,根据法拉第电磁感应定律有E=BLv,金属棒ab两端的电压为U=E,解得U=BL,B项错误;金属棒ab进入磁场后,安培力产生加速度,有=ma,金属棒ab做加速度减小的减速运动,C项错误;根据能量守恒定律可知金属棒ab克服安培力做的总功为mgh,D项正确。 答案　D 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 3.如图甲所示,电阻不计、间距为1 m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端连接阻值为3 Ω的定值电阻R,虚线OO'下方存在方向垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为2 T的匀强磁场。现将质量为0.1 kg、电阻为1 Ω的金属杆PQ从OO'上方某处由静止释放,金属杆PQ下落过程中始终水平且与导轨接触良好,其加速度a与下落时间t的关系图像如图乙所示。取重力加速度大小g=10 m/s2,下列说法正确的是(　　) 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.金属杆PQ进入磁场后P端的电势较高 B.金属杆PQ释放位置到OO'的距离为0.1 m C.金属杆PQ在磁场中稳定时的速度大小为2 m/s D.a-t图像在横轴上、下方围成的面积之比为2∶1 解析　根据右手定则,金属杆PQ进入磁场后电流方向由P→Q,则Q端的电势较高,A项错误;由题图乙可知,金属杆PQ刚进入磁场时的加速度大小a=10 m/s2,方向竖直向上,设金属杆PQ刚进入磁场时产生的感应电动势为E,则有E=BLv1,I=,BIL-mg=ma,解得v1=2 m/s,所以金属杆PQ 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 释放位置到OO'的距离为x1==0.2 m,B项错误;设金属杆PQ在磁场中稳定时的速度大小为v2,则有=mg,解得v2=1 m/s,C项错误;题中a-t图像在横轴上、下方围成的面积表示速度的变化量,则a-t图像在横轴上方围成的面积为S1=v1-0=2 m/s,a-t图像在横轴下方围成的面积为S2=|v2-v1|=1 m/s,所以a-t图像在横轴上、下方围成的面积之比为2∶1,故D项正确。 答案　D 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 4.如图,空间存在方向垂直纸面(竖直面)向里的足够 大的磁场,以竖直向下为z轴正方向,磁感应强度的大 小为B=B0+kz,式中B0、k为常量,纸面内一质量为m、 边长为a、总电阻为R的正方形导线框在磁场中由静止开始下落,初始时导线框底边水平,最终线框将匀速下落,重力加速度大小为g,则线框匀速下落时的速度大小为(　　) A. B. C. D. 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　线框中电动势为E=B下av-B上av=(B下-B上)av,由题意可得B下-B上=ka,由闭合电路欧姆定律得I=,联立可得I=,当线框匀速下落时有mg=(B下-B上)Ia,解得v=,B项正确。 答案　B 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 5.如图所示,水平粗糙地面上有两磁场区 域,左、右两磁场区域内的匀强磁场宽度 均为L,磁感应强度大小分别为B和2B,左 磁场区磁场方向竖直向下,右磁场区磁场方向竖直向上,两磁场间距为2L。一个质量为m、匝数为n、电阻为R、边长为L的正方形金属线框以速度v0水平向右进入左磁场区域,当金属线框刚离开右磁场区域时速度为v1,金属线框离开右磁场区运动一段距离后停下。金属线框与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。关于金属线框的运动,下列判断正确的是(　　) 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.金属线框穿过左侧磁场过程中通过金属线框的电荷量为 B.金属线框从刚进入左磁场区域到最终停止的过程中一直做匀减速直线运动 C.金属线框通过两个磁场区域过程中产生的焦耳热为mm-5μmgL D.若金属线框进入左磁场区域过程所用时间为t,则金属线框刚好完全进入时的速度为v0- 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　由法拉第电磁感应定律可知,平均感应电动势=n,由闭合电路的欧姆定律可知,平均感应电流=,通过金属线框的电荷量q=Δt,解得q=n,金属线框穿过左侧磁场过程中穿过金属线框的磁通量ΔΦ=0,则通过金属线框的电荷量q=0,A项错误;金属框在磁场中运动过程中,根据牛顿第二定律可得a=,金属框在磁场中运动过程中,由于安培力一直减小,则加速度一直减小,所以金属线框在磁场中运动过程中,做加速度减小的减速运动,B项错误;设金属线框通过两个磁场区域全 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 过程中产生的焦耳热为Q,金属线框从开始运动到离开右磁场区域过程,由能量守恒定律得m=μmg×5L+m+Q,解得Q=mm-5μmgL,C项正确;金属线框进入左侧磁场过程中穿过金属线框的磁通量ΔΦ=BL2,通过金属线框的电荷量q==,设金属线框刚好完全进入左侧磁场区域时的速度大小为v,该过程,对金属线框,由动量定理得-nBLt-μmgt=mv-mv0其中t=q,解得v=v0-μgt-,D项错误。 答案　C 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 6.(2024·毕节模拟)如图甲所示,光滑“∠”形金属支架ABC固定在水平面上,支架处在垂直于水平面向下的匀强磁场中,一金属导体棒EF放在支架上,用一轻杆将导体棒与墙固定连接,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,取垂直于水平面向下为正方向,则下列说法正确的是(　　) 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.t1时刻轻杆对导体棒的作用力最大 B.t2时刻轻杆对导体棒的作用力最大 C.t2到t3时间内,轻杆对导体棒的作用力先增大后减小 D.t2到t4时间内,轻杆对导体棒的作用力方向不变 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　由法拉第电磁感应定律可得E==S,可知t1时刻=0,E=0,故导体棒受到的安培力为0,轻杆对导体棒的作用力为0,A项错误;t2时刻磁感应强度的变化率最大,感应电动势最大,感应电流最大,但由于磁感应强度为0,导体棒受到的安培力为0,轻杆对导体棒的作用力为0,B项错误;t2到t3时间内,感应电流逐渐减小,而磁感应强度逐渐增大,导致导体棒受到的安培力先增大后减小,所以轻杆对导体棒的作用力先增大后减小,C项正确;t2到t4时间内,磁感应强度方向不变,而感应电流方向有发生改变,故导体棒受到的安培力方向改变,则轻杆对导体棒的作用力方向改变,D项错误。 答案　C 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 二、多项选择题 7.如图所示,在倾角为θ的斜面上固定两根足够长 的光滑平行金属导轨PQ和MN,两导轨间距为L, 导轨处于磁场方向垂直导轨平面向下的匀强磁 场中,磁感应强度为B。有两根质量均为m、电阻均为R的金属棒a、b,先将a棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直导轨放置,a、c此刻起做匀速运动,b棒刚好能静止在导轨上。a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,重力加速度为g。则下列判断正确的是(　　) 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.物块c的质量是2msin θ B.b棒放上导轨前物块c减少的重力势能大于a、c增加的动能 C.b棒放上导轨后物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能 D.a、c匀速运动的速度为 解析　b静止在导轨上,a、c匀速运动,则a、b、c均受力平衡,由b平衡可知,安培力大小F安=mgsin θ,由a平衡可知F绳=F安+mgsin θ=2mgsin θ,由c平衡可知F绳=mcg,因为绳中拉力大小相等,故2mgsin θ=mcg,即物块c的质量为2msin θ,A项正确;b放上之前,a、c系统机械能守恒,c减小的重 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 力势能等于a增加的重力势能与a、c增加的动能之和,故物块c减小的重力势能大于a、c增加的动能,B项正确;b棒放上导轨后,a匀速上升,重力势能在增加,根据能量守恒定律可知,物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能与a增加的重力势能之和,故物块c减少的重力势能大于回路消耗的电能,C项错误;b棒放上导轨后,a棒匀速运动,根据b棒的平衡可知F安=mgsin θ,又因为F安=BIL,I=,故v=,D项正确。 答案　ABD 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 8.如图所示,水平面内有两根间距为d的光滑平行 导轨,右端接有电容为C的电容器。一质量为m的 导体棒固定于导轨上某处,轻绳一端连接导体棒, 另一端绕过定滑轮下挂一质量为M的物块,连接导体棒的轻绳与导轨垂直。由静止释放导体棒,物块下落从而牵引着导体棒向左运动。空间中存在垂直导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,不计导体棒和导轨的电阻,忽略绳与定滑轮间的摩擦。若导体棒运动过程中电容器未被击穿,导体棒始终与导轨接触良好并保持垂直,重力加速度为g,则在物块由静止下落高度为h的过程中(　　) 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.物块做加速度逐渐减小的加速运动 B.物块与导体棒组成的系统减少的机械能等于导体棒克服安培力做的功 C.轻绳的拉力大小为 D.电容器增加的电荷量为CBd 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　根据法拉第电磁感应定律可知,导体棒产生的感应电动势为U=Bdv,电容器两端电压在Δt时间内的变化量为ΔU=BdΔv,在Δt时间内电容器储存的电荷量的变化量为ΔQ=CΔU,则回路中的电流为I=,导体棒所受安培力为F=BId,根据牛顿第二定律可得Mg-F=(M+m)a,联立解得a=,易知物块做匀加速直线运动,A项错误;根据能量守恒定律可知物块与导体棒组成的系统减少的机械能等于导体棒克服 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 安培力做的功,B项正确;对物块受力分析,由牛顿第二定律可知Mg-T=Ma,解得T=,C项正确;电容器增加的电荷量为ΔQ= CBdΔv,又v2=2ah,解得ΔQ=CBd,D项正确。 答案　BCD 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 9.如图所示,相距为L=1 m的两条足够长的平行金 属导轨右端连接有一定值电阻R=1 Ω,整个装置被 固定在水平地面上,整个空间存在垂直于导轨平面 向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1 T,两根质量均为m=0.5 kg的金属棒垂直导轨放置,金属棒接在导轨间的电阻均为r=1 Ω,与导轨间的动摩擦因数都为μ=0.1。现在给金属棒MN施加一水平向左的恒力F=3.5 N,使金属棒MN从静止开始向左做加速直线运动,经过时间t=1 s金属棒CD刚好开始运动,若重力加速度为g=10 m/s2,导轨电阻不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是(　　) 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.金属棒CD刚开始运动时受到的摩擦力大小为0.5 N,方向水平向左 B.金属棒CD刚开始运动时,水平拉力F的瞬时功率为5.25 W C.从金属棒MN开始运动到金属棒CD开始运动的过程中流过电阻R的电荷量为1.125 C D.从金属棒MN开始运动到金属棒CD开始运动的过程中,电路中电阻R产生的焦耳热为9.60 J 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　金属棒CD刚开始运动时受到的摩擦力大小为f=μmg=0.1×0.5 ×10 N=0.5 N,方向水平向右,A项错误;金属棒CD刚开始运动时,由平衡条件得F安=f,又E=BLv,I==,F安=B··L,联立解得v=1.5 m/s,所以水平拉力F的瞬时功率为P=Fv=3.5×1.5 W=5.25 W,B项正确;从金属棒MN开始运动到金属棒CD开始运动的过程中,对金属棒MN运用动量定理,得(F-μmg)t-BLt=mv-0,q=t,联立解得q=2.25 C,所以流过电阻R 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 的电荷量为q1=q=1.125 C,C项正确;从金属棒MN开始运动到金属棒CD开始运动的过程中,有q==,解得x= m,对金属棒MN运用动能定理,得(F-μmg)x-Q=mv2-0,解得Q= J,所以电路中电阻R产生的焦耳热为Q1=Q= J,D项错误。 答案　BC 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 三、非选择题 10.(2023·全国甲卷)如图,水平桌面上固定 一光滑U形金属导轨,其平行部分的间距为 l,导轨的最右端与桌子右边缘对齐,导轨的 电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为l的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为3m的绝缘棒Q位于P的左侧,以大小为v0的速度向P运动并与P发生弹性碰撞,碰撞时间极短。碰撞一次后,P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨,并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时,两端与导轨接触良好,P与Q始终平行。不计空气阻力。求: 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)金属棒P滑出导轨时的速度大小; (2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量; (3)与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动的时间。 解析　(1)Q与P发生弹性碰撞,由动量守恒定律有3mv0=mvP+3mvQ, 由能量守恒定律有 ×3m=m+×3m, 联立解得vQ=v0,vP=v0, 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 根据题述,P、Q落到地面上同一地点,结合平抛运动规律可知,金属棒P滑出导轨时的速度大小为 vP'=vQ=v0。 (2)由能量守恒定律可得,金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量为 Q=mmvP'2=m。 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (3)P在导轨上做变速运动,设速度大小为v时金属棒中产生的感应电动势大小为e,电流大小为i,在Δt时间内速度变化Δv,则由法拉第电磁感应定律有e=Blv, 由闭合电路欧姆定律有i=, 金属棒P所受的安培力F=Bil=, 由动量定理有FΔt=mΔv, 即Δt=mΔv, 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 方程两侧求和得∑Δt=∑mΔv, 即∑vΔt=m∑Δv, 注意到∑vΔt=x,∑Δv=vP-vP'=v0, 联立解得x=, 对绝缘棒Q有x=vQt, 解得与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动的时间为t=。 答案　(1)v0　(2)m　(3) 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 轨固定在绝缘水平面上,间距为L,两轨间接一电动势恒为E、内阻恒为r的直流电源。质量为m的导体棒ab垂直导轨静置于导轨上,接入电路部分的有效电阻为R,电路其余部分电阻不计。一根不可伸长的轻绳两端分别连接在导体棒的中央和水平地面上质量为M的物块上,绳与水平面平行且始终处于伸直状态。已知物块与水平面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,闭合开关S,物块即刻开始加速。求: 11.近年来电动汽车越来越普及,有的电动汽车动力来源于直流电机。直流电机工作原理可简化如图所示:在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,两光滑平行金属导 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)S刚闭合瞬间物块加速度的大小,设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力; (2)当导体棒向右运动的速度为v时,流经导体棒的电流; (3)物块运动中最大速度的大小。 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　(1)以导体棒ab和M整体为研究对象,开关S闭合瞬间,它们受安培力和滑动摩擦力 F安=BIL,I=, 由牛顿第二定律,得 F安-μMg=(M+m)a, 联立解得a=。 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)当导体棒向右运动的速度为v时 E感=BLv,I1=, 解得此时流经导体棒的电流 I1=。 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (3)导体棒ab匀速时速度最大,有 BI'L-μMg=0, E-E感=I'(R+r), E感=BLvm, 解得vm=。 答案　(1)　(2) (3) 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 12.(2023·课标卷)一边长为L、质量为m的正方形金属细框,每边电阻为R0,置于光滑的绝缘水平桌面(纸面)上。宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,两虚线为磁场边界,如图甲所示。 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)使金属框以一定的初速度向右运动,进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行,金属框完全穿过磁场区域后,速度大小降为它初速度的一半,求金属框的初速度大小; (2)在桌面上固定两条光滑长直金属导轨,导轨与磁场边界垂直,左端连接电阻R1=2R0,导轨电阻可忽略,金属框置于导轨上,如图乙所示。让金属框以与(1)中相同的初速度向右运动,进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。求在金属框整个运动过程中,电阻R1产生的热量。 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　(1)在金属框右边框进入磁场而左边框未进入磁场时,设它的加速度为a,速度为v,回路中电流为I,电阻为4R0,由法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式、牛顿定律有 BLv=4R0·I, -BLI=ma, 设在小时间段Δt内,金属框速度和位置变化量分别为Δv和Δx,有 a=,v=, 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 联立解得Δv=-Δx, 设金属框的初速度大小为v0,金属框刚好完全进入磁场时的速度为v1,则v0-v1=, 金属框完全进入磁场后做匀速运动。金属框穿出磁场区域的过程与穿入过程类似处理,并代入题目所给条件得v1-=, 联立解得v0=。 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)金属框进入磁场的过程,有-B'Lt'=mv2-mv0, 由于导轨电阻可忽略,金属框上下边框被短路,故闭合电路的总电阻 R总=R0+=R0 通过线框的电流'=, 根据法拉第电磁感应定律有'=, 解得v2=。 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 金属框完全在磁场中时继续做加速度逐渐减小的减速运动,金属框的右边框和左边框为电源,两电源并联给外电路供电,假设金属框的右边框没有出磁场右边界,则有-B″Lt″=-mv2, 通过金属框的电流″=, 根据法拉第电磁感应定律有″=, 解得x=L。 故假设成立,金属框的右边框恰好停在磁场右边界处, 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 对金属框进入磁场过程分析,由能量守恒定律有 Q总=mm, 电阻R1产生的热量为 Q1=Q总, 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 金属框完全在磁场中运动过程,有 Q总'=m, 电阻R1产生的热量为Q1'=Q总', 电阻R1产生的总热量为Q1总=Q1+Q1', 解得Q1总=。 答案　(1)　(2) 专题强化训练(十八)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 本部分内容讲解结束 $$