1.1.5 专项提思维4 金属棒或金属框在磁场中的运动-【一战成名新中考】2025贵州中考物理·一轮复习·分层作业本优质课件PPT（练册）

物理 1 第一部分 逐模块过命题点 模块一 电学 磁学 大单元5 电与磁 2 1.［一题练透一模型——分层设问］由金属杆组成如图所示的导轨，其中水 平面上两平行导轨M和N 足够长且全部置于竖直向上的磁场中，与倾斜放置 的导轨ABCD平滑且固定连接， BC边框上接有小灯泡L .将金属棒ab 从倾斜导 轨上一定高度由静止释放（金属棒在磁场中运动时受到磁 场对其作用力与运动方向相反），运动过程中始终与导轨 垂直接触且不受摩擦. 请回答下列问题： （统考2年未考；贵阳8年5考，难度较大） 金属棒在磁场中的运动（贵阳8年3考） 第1题图 专项提思维4 金属棒或金属框在磁场中的运动 3 判断是否产生感应电流 第1题图 （1）金属棒在倾斜导轨向下运动过程中，小灯泡 ______（选填“会”或“不会”）亮；原因是___________ ______________________________________________ ____________________________________________. 不会 金属棒向下运动过程中，金属棒与导轨构成闭合回路，但没有切割磁感线，没有产生感应电流，所以小灯泡不亮 （2）金属棒在水平导轨中运动时，小灯泡____（选填“会”或“不会”）亮， 原因是__________________________________________________________ ___________________. 会 金属棒在水平导轨中运动时，做切割磁感线运动，电路中产生了感应电流，小灯泡亮 4 受力及运动状态判断 （3）金属棒在倾斜导轨上由静止开始释放，在____力的作用下向下运动， 则金属棒在倾斜导轨上的运动情况是做______（选填“加速”“减速”或“匀 速”）运动. 重 加速 第1题图 （4）金属棒在水平导轨上运动方向水平向____，运 动过程中金属棒受到磁场对其作用力的方向水平向 ____，则金属棒在水平导轨上的运动情况是做______ （选填“加速”“减速”或“匀速”）运动；金属棒最终处 于______状态. 右 左 减速 静止 5 能量转化判断 第1题图 （5）金属棒在倾斜导轨上下滑过程中，金属棒的质 量______，高度______，重力势能______，速度 _______，动能______（均选填“变大”“变小”或“不 变 ”），由于运动过程中不计摩擦，则重力势能全 部转化为____能. 不变 变小 变小 变大 变大 动 （6）金属棒滑到水平导轨上后，金属棒做____________运动，产生感应 电流，将机械能转化为____能；有电流通过灯泡、导轨和金属棒 （存在内阻）时，电流做功，电能转化为____能. 切割磁感线 电 内 6 [2023贵阳市乌当区模拟]如图所示， AB、CD 是固定在水平绝缘桌面上的两根光 滑长金属导轨，EF和GH 是静止在导轨上的 两根金属杆，它们与导轨接触良好.现加上一 向右 垂直于桌面的磁场后，用力向右拉动金属杆 GH，磁场随即给GH 施加一个 向左的力.则EF 的运动方向______（选填“向左”或“向右”）；理由： ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _____________________. 金属杆和导轨构成闭合回路，GH 做切割磁感线运动，电路中会产生感 应电流，且GH和EF的电流方向相反，磁场方向不变，所以EF 受到磁场 的力向右，会向右运动 【变式训练】题图 7 如图所示，将两根竖直放置的光滑金属轨道（足够长）与 电路连接，两轨道间有一均匀磁场区域（图中“× ”表示垂直于竖直面的磁 感线）；重为G的金属杆ab 与上端固定的绝缘轻质弹簧相连接，并与两轨 道接触良好，闭合开关，当ab静止时弹簧无形变，若仅改变电流方向，请 你判断ab 再次静止时弹簧被拉伸还是压缩，为什么？ 【变式训练】题图 答：弹簧被拉伸.由题可知，闭合开关后，弹簧无形变，金属杆ab 受到重力 和磁场对ab的力是一对平衡力，因此磁场对ab 作用力 的方向为竖直向上；当通过金属杆ab 的电流方向改变 时，磁场对其作用力的方向变为竖直向下，与重力方 向相同，由力的平衡条件可知，此时弹簧对金属杆的 作用力为竖直向上的拉力，即弹簧被拉伸. 8 金属框在磁场中的运动（贵阳8年2考） 第2题图 2.［一题练透一模型——分层设问］[2022贵阳19题改编] 如图所示，铜质金属框ABCD 正下方有一均匀磁场区域 （磁感线方向与纸面垂直）.某时刻金属框由静止开始自由 下落，下落过程中金属框保持竖直状态（忽略空气阻力）. 金属框进入磁场前 （1）金属框由静止开始自由下落时，在____力作用下竖直向下运动，金 属框的速度逐渐______，金属框做______运动（选填“加速”或“减速”）， 此过程中的能量转化是________能转化为____能. 重 增大 加速 重力势 动 9 当金属框<m>BC</m>边进入<m>( AD</m>边未进入<m>)</m>磁场后 第2题图 （2）当金属框BC 边进入磁场后，金属框中一部分导体做 ____________运动，金属框中产生感应电流，金属框构成 的通电导体在磁场中受力的作用，若此时受到的力______ 金属框的重力，则金属块做加速运动；若此时受到的力与 重力平衡，则金属框做______运动. 切割磁感线 匀速 小于 10 第2题图 （3）当金属框BC 边进入磁场后，重力势能转化为____能， 金属框中一部分导体做____________运动，金属框中产生 感应电流，若重力势能转化的____能全部转化为____能， 则金属框做______运动；若转化的动能只有一部分转化为 ____能，则金属框做______运动. 动 切割磁感线 动 电 匀速 电 加速 当金属框 ABCD 全部进入磁场后 （4）金属框ABCD 全部进入磁场，金属框虽然做切割磁感线运动，但金属 框中不产生感应电流，金属框由于______继续运动. 惯性 11 [2020贵阳12题3分]铜质金属框在光滑水平面上以一定速度 向右滑动，其右侧有一足够大的均匀磁场区域（磁感线方向垂直于纸面）， 如图所示.关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，若不计空气 阻力，下列说法正确的是( ) A. 由于水平面光滑，金属框能保持匀速直线运动状态 B. 金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力 C. 金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流 D. 金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因 √ 【变式训练】题图 12 [2022安顺]如图所示，将形状相同的铜管和塑料管并排竖 直固定，把甲、乙两块完全相同的磁体，从同一高度由静止同时释放，甲 磁体从铜管内下落，乙磁体从塑料管内下落.若忽略空气阻力及甲、乙两磁 体间的相互作用，请判断哪块磁体先离开管道，并说明理由.（提示:可从能 量角度进行解释） 【变式训练】题图 13 答：乙磁体先离开管道；理由：若不计空气阻力，甲磁体从接近铜管到进 入铜管及离开铜管时，会在铜管内产生感应电流，甲磁体的机械能部分转 化为电能，而乙磁体在塑料管中只受到重力作用，无感应电流的产生，重 力势能全部转为动能，所以在相同高度时，甲磁体的机械能小于乙磁体的 机械能，甲磁体的重力势能等于乙磁体的重力势 能，因此在相同高度时，甲磁体的动能小于乙磁 体的动能，甲磁体的速度小于乙磁体的速度，所 以，乙磁体先离开管道. 【变式训练】题图 14 $$