专题02 磁场力 电磁感应（期末复习课件）高二物理下学期人教版

这是一份高二物理下学期期末复习资料，针对磁场力与电磁感应专题，含考点解读、知识梳理、真题引领及实战演练，涵盖安培力、洛伦兹力、电磁感应规律等核心内容，通过思维导图梳理知识逻辑。 资料以核心素养为导向，真题引领结合电磁驱动等实际情境，培养模型建构与科学推理能力，实战演练通过综合题提升科学探究能力，知识梳理注重技巧点拨，帮助学生巩固概念，为教师教学提供系统复习支架。高二学生需整合磁场与电磁感应知识，提升综合应用能力，资料通过分层训练助力学生突破重难，适应期末检测要求。

专题02 磁场力 电磁感应 高二物理下学期期末复习 考点大串讲 人教版·新教材 知识梳理 真题引领 重难突破 考点解读 考点透视 考点解读·目标引领 第一部分 考点透视 考点解读 考查题型 内容要点 命题趋势 安培力 考查磁场对通电导线的作用力计算及方向判断 以实际情境（如电磁驱动、磁悬浮、电磁流量计）为载体，注重考查科学思维（模型建构、逻辑推理）和综合应用能力，强调与能量观点、力学规律的结合，体现物理学科的技术价值与文化传承。 带电粒子在磁场中的运动 主要考查洛伦兹力的大小方向、有界磁场问题、带电粒子在电磁组合场和叠加场中的问题 电磁感应规律应用 主要考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的综合应用，在电磁感应现象中的电路问题，线框单棒和双棒问题中的功能和动量关系的应用。 考点透视 目标引领 能较熟练掌握安培力大小的计算和方向的判断，能够处理有关安培力的平衡问题和非平衡问题。 安培力 01 掌握洛伦兹力大小的计算和方向判断，理解掌握有界磁场的带电粒子圆心和半径确定的方法，能够熟练处理有关带电粒子在电磁组合场和叠加场中的问题。 带电粒子在电场中的运动 02 掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律的内容，并会应用。能够借助力学三大观点处理有关线框、单棒和双棒问题。 电磁感应规律的综合应用 03 复习目标 考点透视 第二部分 知识梳理·技巧点拨 考点透视 安培力与洛伦兹力 知识梳理 考点透视 电磁感应 知识梳理 考点透视 一、安培力及平衡动力学问题 技巧点拨 知识点一：安培力的大小 1.安培力公式：F＝ILBsin θ。 2.两种特殊情况：(1)当I⊥B时，F＝BIL。 (2)当I∥B时，F＝0。 3．弯曲通电导线的有效长度 (1)当导线弯曲时，L是导线两端的有效直线长度(如图所示)。 (2)对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为零，所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。 考点透视 一、安培力及平衡动力学问题 技巧点拨 知识点二：安培力的方向 1.安培力方向的判断: (1)判断方法：左手定则。(2)方向特点：既垂直于B，也垂直于I，所以安培力一定垂直于B与I决定的平面。 2.合安培力的两种分析思路思路一：先分析通电导线所在处的合磁场的大小和方向，由左手定则判断安培力的方向，由F合＝IB合lsin θ，求合安培力的大小。思路二：根据同向电流相互排斥，异向电流相互吸引，结合力的平行四边形定则，分析合安培力的大小和方向或某个安培力的大小和方向。 考点透视 一、安培力及平衡动力学问题 技巧点拨 知识点三：通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路 (1)选定研究对象。(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；如图所示。 (3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解。 考点透视 二、带电粒子在匀强有界磁场中的运动 技巧点拨 知识点一：带电粒子在匀强磁场运动的基本公式 1.向心力公式:qvB=m。 2.轨道半径公式:r=。 3.周期公式:T=。 4.运动时间公式:t=T。 考点透视 二、带电粒子在匀强有界磁场中的运动 技巧点拨 知识点二：带电粒子在匀强磁场运动的“两个确定” 1.圆心确定： (1)与速度方向垂直的直线过圆心； (2)弦的垂直平分线过圆心； (3)轨迹圆弧与边界切点的法线过圆心。 2.半径确定： (1)利用r=公式确定半径； (2)利用平面几何知识求半径。 考点透视 二、带电粒子在匀强有界磁场中的运动 技巧点拨 知识点三：带电粒子在磁场中的临界极值问题四个结论 1.刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。 2.当速率v一定时,弧长(或圆心角小于180°时的弦长)越长,圆心角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。 3.当速率v变化时,圆心角越大,运动时间越长。 4.在圆形匀强磁场中,若带电粒子速率v一定且运动轨迹圆半径大于磁场区域圆半径,则入射点和出射点为磁场直径的两个端点时,轨迹对应的偏转角最大(所有的弦长中直径最长) 考点透视 三、电磁场中的各种仪器 技巧点拨 考点透视 三、电磁场中的各种仪器 技巧点拨 考点透视 四、带电粒子在组合场和复合场中的运动 技巧点拨 知识点一：带电粒子在组合场中运动分析思路 第1步：粒子按照时间顺序进入不同的区域可分成几个不同的阶段。 第2步：受力分析和运动分析，主要涉及两种典型运动，如第3步中表图所示。 第3步：用规律 考点透视 四、带电粒子在组合场和复合场中的运动 技巧点拨 知识点二：“电偏转”与“磁偏转”的比较 考点透视 四、带电粒子在组合场和复合场中的运动 技巧点拨 知识点二：“电偏转”与“磁偏转”的比较 考点透视 四、带电粒子在组合场和复合场中的运动 技巧点拨 知识点三：带电粒子在叠加场中有约束情况下的运动 带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下,除受场力外,还受弹力、摩擦力作用,常见的运动形式有直线运动和圆周运动,此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况,并注意洛伦兹力不做功的特点,运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果。 考点透视 五、楞次定律和法拉第电磁感应定律 技巧点拨 知识点一：楞次定律的应用 考点透视 五、楞次定律和法拉第电磁感应定律 技巧点拨 知识点二：右手定则 1.内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 2.适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。 3.右手定则应用“三注意”： ①磁感线必须垂直穿入掌心。 ②拇指指向导体运动的方向。 ③四指所指的方向为感应电流方向。 考点透视 五、楞次定律和法拉第电磁感应定律 技巧点拨 知识点三：法拉第电磁感应定律 考点透视 五、楞次定律和法拉第电磁感应定律 技巧点拨 知识点三：法拉第电磁感应定律 考点透视 五、楞次定律和法拉第电磁感应定律 技巧点拨 知识点四：动生电动势 考点透视 五、楞次定律和法拉第电磁感应定律 技巧点拨 知识点四：动生电动势 考点透视 六、电磁感应中的单双棒问题 技巧点拨 知识点一：三类常见单棒模型 考点透视 六、电磁感应中的单双棒问题 技巧点拨 知识点一：三类常见单棒模型 考点透视 六、电磁感应中的单双棒问题 技巧点拨 知识点一：三类常见单棒模型 考点透视 六、电磁感应中的单双棒问题 技巧点拨 知识点二：三类含容单棒模型 考点透视 六、电磁感应中的单双棒问题 技巧点拨 知识点二：三类含容单棒模型 考点透视 六、电磁感应中的单双棒问题 技巧点拨 知识点二：三类含容单棒模型 考点透视 六、电磁感应中的单双棒问题 技巧点拨 知识点三：双棒模型 考点透视 六、电磁感应中的单双棒问题 技巧点拨 知识点三：双棒模型 考点透视 六、电磁感应中的单双棒问题 技巧点拨 知识点三：双棒模型 考点透视 第三部分 真题引领·举一反三 考点透视 一、安培力的大小和方向 真题引领 C 【例1】（24-25高二下·江西赣州·期末）五一期间，小明同学游览了中华苏维埃共和国临时中央政府旧址群——瑞金市叶坪景区和红井景区等，接受了一次爱国主义和革命传统教育。图甲中广场上鲜艳的红五角星令他印象深刻，为致敬先烈，返校后他用同种材质、粗细均匀的硬质导线制成了一个标准的“五角星”线框，固定在垂直线框平面的匀强磁场中，并在M、P间接有电源（如图乙所示）。若边所受安培力大小为F，不考虑导线间的相互作用力，则五角星线框受到的安培力大小为（　　） A．0 B． C． D． 考点透视 【变式1】（24-25高二下·广西玉林·期末）利用如图所示的电流天平，可以测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为，段导线长为，处于匀强磁场中，磁感应强度垂直线圈平面向里。当线圈没有通电时，天平处于平衡状态。当线圈中通入电流时，通过在右盘加质量为的砝码使天平重新平衡，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．线圈通电后，段导线受到的安培力方向向右 B．线圈通电后，段导线受到的安培力方向向下 C．由以上测量数据可以求出磁感应强度 D．由以上测量数据可以求出磁感应强度 一、安培力的大小和方向 真题引领 D 考点透视 二、安培力作用下的平衡问题 真题引领 B 【例2】（24-25高二上·贵州贵阳·期末）如图，平行光滑固定金属导轨上端接有一恒压直流电源，导轨平面与水平面的夹角为，一金属棒ab垂直导轨放置在某位置，其所在的空间中存在匀强磁场。当磁场的磁感应强度大小为、方向竖直向上时，金属棒恰好静止；当磁场的磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向上时，金属棒也恰好静止。则为（　　） A． B． C． D． 考点透视 【变式2】（24-25高二上·辽宁丹东·期末）如图所示，在倾角为α的光滑固定斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒中通有大小为I、方向垂直于纸面向里的恒定电流，欲使导体棒静止在斜面上，可以施加方向垂直于导体棒的匀强磁场（重力加速度为g）。以下关于磁感应强度大小和方向的描述正确的是（    ） A．若磁感应强度大小为，则方向一定垂直于斜面向上 B．若磁感应强度大小为，则方向一定为竖直向上 C．若磁感应强度大小为，则方向一定为水平向左 D．磁感应强度大小不可能大于 二、安培力作用下的平衡问题 真题引领 A 考点透视 三、有界磁场问题 真题引领 C 【例3】（24-25高二下·安徽芜湖·期末）如图所示，在矩形区域ABCD内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，矩形区域AD长为，AB宽为0.2m，在AD边中点O处有一放射源，可沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出带正电粒子，粒子的速度大小均为。粒子的质量，电荷量。带电粒子的重力可忽略不计，下列判断正确的是（　　） A．粒子可能运动到B点 B．粒子在磁场中做圆周运动的半径为0.5m C．分别从BC和CD边界射出粒子数目的比值 D．从BC边界射出的粒子中，在磁场中运动的最短时间为 考点透视 【变式3】（24-25高二下·安徽蚌埠·期末）如图所示，半径为R的圆形区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从C点以速度v沿直径方向射入磁场，经磁场偏转后从F点射出磁场。忽略粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．粒子带负电 B．粒子的比荷为 C．粒子在磁场中运动的时间为 D．在其他条件不变的情况下，从C点入射的速度v越大，偏转角θ越大 三、有界磁场问题 真题引领 B 考点透视 四、电磁场中的各种仪器 真题引领 D 【例4】（24-25高二下·北京东城·期末）关于如图所示的磁场中的四种仪器，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关 B．图乙中不改变质谱仪各区域的电场和磁场时，击中光屏上同一位置的粒子比荷相同 C．图丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图所示磁场时，侧积累负电荷 D．图丁中长、宽、高分别为、、的电磁流量计加上如图所示磁场时，前、后两个金属侧面的电压与有关 考点透视 四、电磁场中的各种仪器 真题引领 C 【变式4】（23-24高二下·江西新余·期末）以下装置中都涉及到磁场的具体应用，甲是电磁流量计，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件。下列说法正确的是（　　） A．甲图中，当ab两点间电压U增大时（其它条件都不变），说明流量减小了 B．乙图可判断出通过电阻的电流从 a流向b C．丙图粒子能够向右沿直线匀速通过速度选择器的条件是，但不能判断粒子的电性 D．丁图中若载流子带负电，稳定时D板电势低 考点透视 【例5】（24-25高二下·新疆阿勒泰·期末）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距为d，a、b间加有电压，b板下方空间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m电荷量为q的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板进入匀强磁场，最后粒子打到b板的Q处（图中未画出）被吸收。已知P到b板左端的距离为2d，求： (1)进入磁场时速度的大小和方向； (2)P、Q之间的距离； (3)粒子从进入a板至打在Q点所需要的时间； 五、带电粒子在组合场中的运动 真题引领 考点透视 【答案】(1)，与水平方向夹角为 (2) (3) 【详解】（1）粒子在两板间做类平抛运动，水平方向 竖直方向，可得根据运动的合成可得根据几何关系可知进入磁场时速度与水平方向夹角 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为R，如图， 根据洛伦兹力提供向心力可得 根据几何关系联立可得 （3）在电场中的时间 磁场中的周期 在磁场中运动的时间 粒子从进入a板至 打在Q点所需要的时间联立可得 五、带电粒子在组合场中的运动 真题引领 考点透视 五、带电粒子在组合场中的运动 真题引领 【变式5】（24-25高二下·湖南邵阳·期末）如图所示，在xOy平面内y轴左侧存在沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为E；y轴右侧有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m，电量为的粒子从坐标为的M点由静止释放，忽略粒子重力。求： (1)粒子从M点到达O点的过程中电场力冲量I的大小； (2)粒子第2次到达y轴时距O点的距离s； (3)粒子由开始运动到第6次到达y轴的时间t。 考点透视 五、带电粒子在组合场中的运动 真题引领 【答案】(1) (2) 【详解】（1）粒子在电场中做匀加速运动，设到达点时间为，有 根据牛顿第二定律，有解得 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，有又，联立解得 （3）设粒子在磁场中经历半圆的时间为，有解得第6次到达y轴的时间 考点透视 【例6】（24-25高二下·北京东城·期末）如图所示，两平行极板水平放置，两板间有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场，磁场的磁感应强度为。一束质量均为、电荷量均为的粒子，以不同速率沿着两板中轴线方向进入板间后，速率为的甲粒子恰好做匀速直线运动；速率为的乙粒子在板间的运动轨迹如图中曲线所示，A为乙粒子第一次到达轨迹最低点的位置，乙粒子全程速率在和之间变化。研究一般的曲线运动时，可将曲线分割成许多很短的小段，这样质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分，采用圆周运动的分析方法来处理。不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（　　） A．两板间电场强度的大小为 B．乙粒子从进入板间运动至A位置的过程中所用时间为 C．乙粒子偏离中轴线的最远距离为 D．乙粒子的运动轨迹在A处对应圆周的半径为 六、带电粒子在叠加场中的运动 真题引领 C 考点透视 【变式6】（24-25高二下·陕西汉中·期末）如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直xOy平面向里，电场方向平行于y轴向上。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球（视为质点）从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点第一次进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，从x轴上的P点（图中未画出）第二次进入电场和磁场。A点到x轴的距离为h，小球过M点时的速度方向与x轴正方向的夹角θ＝37°，M、N两点间的距离为L，重力加速度大小为g，不计空气阻力，取，。求： (1)匀强电场的电场强度大小E； (2)小球到达M点时的速度大小； (3)磁场的磁感应强度大小B和小球从M点运动到N点的时间t； (4)N、P两点间的距离d。 六、带电粒子在叠加场中的运动 真题引领 考点透视 六、带电粒子在叠加场中的运动 真题引领 【详解】（1）小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，说明电场力和重力平衡，则解得 （2）小球从A点到M点做平抛运动，根据运动规律有将小球在M点的速度分解，根据几何关系有解得 （3）小球在x轴下方做匀速圆周运动，设小球做圆周运动的半径为R，根据几何关系有根据洛伦兹力提供向心力有解得小球从M点运动到N点通过的弧长（或）小球从M点运动到N点所用的时间解得 （4）小球从N点运动到P点所用的时间N、P两点间的距离解得 考点透视 七、感生电动势 真题引领 D 【例7】（24-25高二下·河南驻马店·期末）如图甲所示，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的n匝金属线框处在磁场中。线框与电阻R相连，若金属框的电阻为，下列说法正确的是（　　） A．线框面积将有扩大趋势 B．a、b间的电压 C．线框cd边受到的安培力方向向上 D．流过电阻R的感应电流方向由a到b 考点透视 七、感生电动势 真题引领 D 【变式7】（24-25高二下·浙江杭州·期末）如图所示，在半径为0.2m的虚线圆内有一匀强磁场，其磁感应强度正以的变化率均匀增加。在磁场内放一半径为的金属圆环（图中实线），使圆环平面垂直于磁场，则（　　） A．圆环中的感应电流方向为顺时针 B．在虚线圆外的区域不存在感生电场 C．金属圆环有向外扩张的趋势 D．圆环中产生的电动势大小约 考点透视 【例8】（24-25高二下·广东汕头·期末）如图，电阻不计、半径为R 的金属圆环上固定了三根沿半径方向的金属棒OA、OB和OC，其阻值均为r，它们之间的夹角均为120°。圆心角为60°的扇形aOb内有如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现让金属圆环绕过圆心O且与圆环平面垂直的转轴，以角速度ω顺时针匀速转动，aOb 位置不变，则（　　） A．OA 棒通过磁场的过程中，O点的电势小于 A 点的电势 B．OA 棒通过磁场的过程中，产生的电动势为BωR² C．OA 棒通过磁场的过程中，OA 两端的电压为 D．圆环转动一周产生的热量为 八、动生电动势 真题引领 D 考点透视 【变式8】（24-25高二下·河南驻马店·期末）如图所示，固定在匀强磁场中的正方形金属框abcd边长为l，其中ab边是电阻为R的均匀电阻丝，其余三边是电阻可忽略的铜导线，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。现有一段长短、粗细、材料均与ab边相同的电阻丝PQ架在线框上，在一外力作用下以恒定速度v从ad边滑向bc边。PQ在滑动过程中与导线框接触良好。下列说法正确的是（　　） A．PQ中的电流方向由P到Q，大小先变大后变小，通过PQ的电流的最大值为 B．PQ中的电流方向由Q到P，大小先变小后变大，通过PQ的电流的最小值为 C．PQ中的电流方向由P到Q，大小先变小后变大，通过PQ的电流的最小值为 D．PQ中的电流方向由Q到P，大小先变大后变小，通过PQ的电流的最大值为 八、动生电动势 真题引领 B 考点透视 【例9】（24-25高二下·江苏盐城·期末）如图所示，宽度为L的导线框固定在水平面上，左端接有电阻R。质量为m、电阻为r的导体棒与导线框之间动摩擦因数为；空间中存在垂直导轨平面向上的匀强磁场B。初始时给导体棒一个向右的初速度。则整个运动过程（　　） A．导体棒加速度逐渐减小 B．导体棒两端电压为 C．通过电阻R的电流方向由a指向b D．电阻R上产生的焦耳热为 九、单棒模型 真题引领 A 考点透视 【变式9】（24-25高二上·河南三门峡·期末）航母舰载机返回甲板时有多种减速方式，其中一种电磁减速方式简要模型如图所示，足够长的平行光滑导轨CE、DF的间距为L，左端接有阻值为R的定值电阻，导轨（电阻不计）固定在水平面上，且处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。将舰载机等效为质量为m、电阻为r的导体棒ab，导体棒ab垂直导轨放置，给导体棒ab一个水平向右的速度v，向右减速运动直至速度为0，则此过程中（　　） A．导体棒ab做匀减速直线运动 B．电阻R上产生的焦耳热为 C．导体棒ab减速过程中通过的位移大小为 D．通过导体棒ab横截面的电荷量为 九、单棒模型 真题引领 C 考点透视 十、含容单棒模型 真题引领 C 【例10】（24-25高二下·安徽滁州·期末）如图所示，两根足够长平行金属导轨倾斜放置，处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，导轨顶端与一电容器相连，一金属杆垂直导轨放置，与导轨接触良好。将金属杆从导轨上某处由静止释放，不计一切电阻和摩擦。下列关于金属杆的速度、加速度、电容器上储存的电能、通过金属杆的电荷量，随金属杆运动时间、位移变化的图像正确的是（　　） 考点透视 【变式10】（24-25高二上·安徽阜阳·期末）如图所示，水平面内间距为L的平行光滑金属导轨右端接有电容器。金属棒PQ横跨在导轨上，金属棒通过水平细线绕过轻质小滑轮与小物体M相连。开始时托住小物体，系统静止小物体上方的细线刚好拉直且竖直。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为。释放小物体，金属棒开始运动。已知金属棒和小物体的质量均为m，电容器不会被击穿，金属棒和导轨电阻都不计，重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．金属棒的加速度先增大后减小，最终匀速直线运动 B．金属棒做加速度减小的加速直线运动 C．金属棒做加速度增大的加速直线运动 D．金属棒做匀加速直线运动 十、含容单棒模型 真题引领 D 考点透视 【例11】（24-25高二上·安徽·期末）如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场区域内，与磁场方向垂直的水平面内有两根固定的足够长的平行金属导轨，导轨间的距离为L，导轨上平行放置两根导体棒ab和cd，构成矩形回路。已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R，其他电阻忽略不计，导体棒均可沿导轨无摩擦滑行。初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速度v0。两导体棒在运动中始终不接触。下列说法中正确的是（　　） A．cd棒开始运动时，ab棒中电流方向为b→a，大小为 B．当cd棒速度减为0.8v0时，ab棒的加速度大小为 C．从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能为 D．ab棒的最终速度为v0 十一、双棒模型 真题引领 B 考点透视 十一、双棒模型 真题引领 D 【变式11】（24-25高二下·山东德州·期末）如图所示，两固定在水平面上的平行金属导轨由宽轨，窄轨两部分组成，宽轨部分间距为，窄轨部分间距为L。现将两根材料相同、横截面积相同的金属棒分别静置在宽轨和窄轨上。金属棒的质量为m，电阻为R，长度为L，金属棒的长度为，两金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。金属导轨处在方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现给金属棒水平向右的初速度，此后金属棒始终在宽轨磁场中运动，金属棒始终在窄轨磁场中运动。已知除金属棒的电阻之外其余电阻不计，宽轨和窄轨都足够长，不计一切摩擦。下列说法正确（　　） A．金属棒开始运动后，金属棒中的电流方向为 B．当两金属棒匀速运动时，棒的速度为 C．金属棒从开始运动到匀速的过程中，通过金属棒的电荷量为 D．金属棒从开始运动到匀速的过程中，金属棒中产生的热量为 考点透视 【例12】（25-26高二上·云南昆明·期末）如图所示，边长L=0.2m的正方形金属线框abcd下方存在一个宽度也为L的匀强磁场区域，磁场边界水平，磁场方向垂直纸面向里。初始时，线框ab边距磁场上边界高度为h。将线框由静止释放，线框ab边进入磁场后立即开始做匀速运动。已知线框的质量为m=0.1kg，电阻为R=0.2Ω，磁感应强度大小B=1T，重力加速度大小g取10m/s2，线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．线框ab边刚进入磁场时，线框中的电流方向为adcba B．线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为0.4J C．线框ab边进入磁场时的速度大小为2m/s D．线框进入磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量为0.1C 十二、线框类模型 真题引领 B 考点透视 十二、线框类模型 真题引领 C 【变式12】（25-26高二上·四川眉山·期末）如图所示，边长为L的正方形均匀导线框以速度匀速穿过右侧的匀强磁场区域，磁场的宽度为，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。导线框的总阻值为R，当ab边到达磁场左侧边界开始计时，线框中感应电流I（规定方向为感应电流的正方向）、ab两点间的电势差随时间变化的图像正确的是（　　） 考点透视 第四部分 实战演练·重难突破 考点透视 实战演练 B 1．（25-26高二上·江苏·期末）在图示电路中，两个灯泡和的规格相同，与线圈L串联，与可调电阻串联。闭合开关S，调节电阻和，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关S。则（　　） A．和都立即熄灭 B．和都逐渐熄灭 C．逐渐熄灭，立即熄灭 D．先闪亮一下然后熄灭，立即熄灭 考点透视 2．（24-25高二下·河北邯郸·期末）如图所示，两块水平放置的平行金属板间距为d；定值电阻的阻值为R，竖直放置的线圈匝数为n，绕制线圈的导线的电阻也为R，其它导线的电阻忽略不计，竖直向上的磁场B穿过线圈，在两极板中一个质量为m、电荷量为q的带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场B的变化情况是（　　） A．均匀减小，在线圈中的磁通量变化率的大小为 B．均匀减小，在线圈中的磁通量变化率的大小为 C．均匀增大，在线圈中的磁通量变化率的大小为 D．均匀增大，在线圈中的磁通量变化率的大小为 实战演练 A 考点透视 3．（25-26高二上·湖北·期末）如图所示，空间电、磁场分界线与电场方向成角，分界面一侧为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，另一侧为平行纸面向上的匀强电场。一比荷为带正电粒子从点以的速度沿垂直电场和磁场的方向射入磁场，一段时间后，粒子恰好在第四次经过边界时又回到点。（场区足够大，不计粒子重力） (1)求粒子第二次进入电场时，到点的距离。 (2)求电场强度大小。 (3)求粒子回到点所用的总时间。（取3.14，结果保留两位有效数字） 实战演练 考点透视 【详解】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据圆周运动的特点可知，粒子第一次到达边界时的偏转角是，即速度与分界线所成的锐角为，粒子进入电场的方向，与电场强度方向相反，故粒子先减速到零，再反方向加速到原来的速度第二次进入磁场，在磁场中做圆周运动，经过后，由点进入电场，设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，运动轨迹如图所示，根据牛顿第二定律有代入数据解得由图根据几何关系解得 （2）设电场的电场强度为，粒子第二次进入电场的方向与电场方向垂直，根据图可知， 水平方向竖直方向根据牛顿第二定律联立代入数据解得 （3）粒子回到点所用的总时间包括在磁场中的运动时间，第一次进入电场时先减速后加速的时间及第二次在电场中偏转的时间，粒子在磁场中运动的时间由几何关系可知第一次进入电场时先减速后加速的时间第二次在电场中偏转的时间粒子回到点所用的总时间为 实战演练 考点透视 4．（25-26高二上·浙江·期末）如图所示，足够长的光滑倾斜金属导轨和间距，倾角均为。开关S打到1时，连接阻值、横截面积的线圈，线圈处于轴线方向的匀强磁场中，其磁感应强度变化率；开关S打到2时，连接阻值的定值电阻。一根质量、电阻为、长度为的导体棒始终与导轨垂直且接触良好。导轨处于磁感应强度恒为的匀强磁场中，方向垂直导轨平面向上。不计其余电阻和回路自感。 (1)当开关打到1时，导体棒恰好静止在导轨上，求： ①线圈中电流的大小和方向（俯视图，用“顺时针”或“逆时针”表示）； ②线圈的匝数； (2)再将开关打到2，导体棒静止释放，经过时间后，导体棒已达最大速度，求： ①最大速度； ②10s内导体棒的位移x和产生的焦耳热Q。 实战演练 考点透视 实战演练 【详解】（1）①对导体棒进行受力分析可知，导体棒要想静止在斜面上，其受到的安培力应沿斜面向上，则由左手定则可知，线圈中的感应电流应为顺时针方向（俯视图）。对导体棒根据共点力的平衡规律可得代入数据解得线圈中的感应电流大小为 ②根据闭合电路欧姆定律可得电源的感应电动势为则根据法拉第电磁感应定律有代入数据解得线圈的匝数为 （2）①将开关打到2后，导体棒由静止释放，对导体棒进行受力分析可知，导体棒将向下做加速度减小的加速运动，则当时，其速度达到最大值，设此时电路中的感应电动势为，则有此时电路中的电流为则对导体棒根据共点力平衡的规律有代入数据联立解得导体棒的最大速度为 ②从导体棒静止释放到达到最大速度的过程，对导体棒列动量定理方程有又因为代入数据联立解得内导体棒的位移为 根据能量守恒定律有又因为联立解得内导体棒产生的焦耳热为 考点透视 5．（25-26高二上·河北邯郸·期末）如图所示为两根相距L且电阻不计的足够长光滑金属导轨，导轨左端为弧形导轨，右端为水平导轨，弧形导轨与水平导轨在虚线处平滑连接（虚线与导轨垂直），水平导轨处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．金属棒a、b的接入电阻分别为R、2R，质量均为m，均与导轨垂直且接触良好，金属棒b静止在水平导轨上离虚线距离为2h，金属棒a在弧形导轨上从距离水平导轨高度为h处由静止释放，a、b棒始终未相碰，重力加速度为g，不计一切阻力。求： (1)a棒刚进入磁场时b棒的加速度大小； (2)全过程b棒中产生的焦耳热； (3)稳定时a、b棒间的距离。 实战演练 考点透视 实战演练 【详解】（1）a棒进入磁场时有 由 ， 对b棒 联立解得。 （2）稳定时a、b棒共速，回路电流为零；则由动量守恒定律 产生的总热量 联立解得 又。 （3）对b棒由动量定理有 即 可得 又 解得 故最终a、b棒间距为。 考点透视 实战演练 6．（24-25高二下·福建宁德·期末）如图所示，水平光滑金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。左侧导轨间距为L，右侧导轨间距为，两侧导轨间接有的电容器，a、b杆静止于左侧导轨上，两杆质量均为m，电阻均为R。初始时电容器不带电，现给a杆一水平向右的初速度v0，一段时间后b杆以的速度无障碍地进入右侧导轨。两侧导轨足够长，整个运动过程中a、b两杆始终与导轨垂直且接触良好，a杆未进入右侧导轨且不与b杆发生碰撞。已知重力加速度为g，求： (1)b杆刚开始运动时的加速度大小； (2)进入右侧导轨前，b杆中产生的热量； (3)最终稳定时，电容器所带的电量。 考点透视 实战演练 【详解】（1）b杆刚开始运动时，a杆产生的感应电动势为由闭合电路欧姆定律，b杆刚开始运动时受到向右的安培力大小为由牛顿第二定律解得b杆刚开始运动时的加速度大小为 （2）从开始到b杆刚进入右侧轨道的过程中，两杆组成的系统动量守恒，由 解得由能量守恒定律由焦耳热分配定律可得进入右侧导轨前，b杆中产生的热量解得 （3）最终稳定时，两杆的速度分别为v1、v2，则 对a杆由动量定理对b杆由动量定理 其中，联立解得最终稳定时，电容器所带的电量为。 考点透视 Thank you 感谢聆听 每天解决一个小问题，每周攻克 一个薄弱点，量变终会引发质变。 教师寄语 考点透视 $