第11章 微专题20 电磁感应中的动力学和能量问题（PPT课件）-【满分思维】2027年高考一轮总复习讲义·物理（江苏专版）

该高中物理高考复习课件聚焦“电磁感应中的动力学和能量问题”专题，依据高考评价体系梳理了平衡状态分析、非平衡状态牛顿定律应用、能量转化及焦耳热计算等核心考查要求，通过典题悟法和类题固法归纳常考题型，结合2024辽宁改编等真题分析考点权重，构建系统备考体系。 课件亮点在于“真题溯源+模型建构+素养落地”策略，如典例1双棒系统平衡问题，通过“源-路-力-运动”四步分析法培养科学思维中的模型建构能力，典例2能量守恒求焦耳热强化能量观念，配套练习含易错点分析，助力学生掌握答题技巧，教师可直接用于专题复习提升教学效率。

微专题20　电磁感应中的动力学和能量问题 第十一章 电磁感应 1 考点一　电磁感应中的平衡 及动力学问题 1．两种状态及处理方法 状态 特征 处理方法 平衡状态 加速度为零 根据平衡条件列式分析 非平衡状态 加速度不为零 根据牛顿第二定律进行分析或结合功能关系进行分析 考 点 一 2．解决电磁感应中的动力学问题的一般思路 考 点 一 典 题 悟 法 　　　　如图所示，足够长的两光滑竖直金属导轨间距为L，处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面的匀强磁场中．匀质金属棒ab、cd均紧贴两导轨，质量均为m，电阻均为R，导轨电阻不计，重力加速度为g.现用悬绳固定ab棒，由静止释放cd棒，求： (1) cd棒最终速度的大小． 1 考 点 一 (2) 悬绳对ab棒拉力的最大值． 答案：(2) 2mg 【解析】(2) cd棒匀速运动时，悬绳对ab棒拉力最大 对ab、cd棒整体有T＝2mg 考 点 一 类题固法1 1． (2025·无锡期末调研)如图所示，MN和PQ是两根相互平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．ab是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定的质量和电阻．开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合．从S刚闭合开始，金属杆可能 (　　) A．做加速度不变的减速运动 B．做加速度变大的减速运动 C．做加速度变大的加速运动 D．做加速度变小的加速运动 D 考 点 一 【解析】 闭合开关时，金属杆在下滑过程中，受到重力和安培力作用，若重力与安培力大小相等，金属杆的合力为零，做匀速直线运动；若安培力小于重力，则金属杆的合力向下，加速度向下，做加速运动．随着速度增大，金属杆产生的感应电动势增大，感应电流增大，金属杆受到的安培力增大，则合力减小，加速度减小，金属杆做加速度逐渐减小的加速运动；若安培力大于重力，则金属杆的合力向上，加速度向上，做减速运动．随着速度减小，金属杆产生的感应电动势减小，感应电流减小，金属杆受到的安培力减小，则合力减小，加速度减小，则金属杆做加速度逐渐减小的减速运动，故选D. 考 点 一 B 考 点 一 考 点 一 考点二　电磁感应中的能量、 焦耳热问题 1．能量转化及热量的求法 (1) 能量转化   (2) 求解热量Q的三种方法 考 点 二 2．用能量观点解答电磁感应问题的一般步骤 考 点 二 典 题 悟 法 　　　　(2026·苏州期初调研)如图所示，在水平面上固定一光滑导线框，在水平外力作用下金属棒ab沿导线框以速度v向右做匀速运动．线框放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面．金属棒 ab的质量为m、长度为L(与导线框等宽)，阻值为R，导线 框左端电阻阻值为2R，其余电阻不计． (1) 求金属棒两端电压大小Uab. 2 考 点 二 (2) 某时刻撤去外力，经过一段时间，金属棒速度变为0.5v，求这段时间内金属棒中产生的焦耳热Q. 考 点 二 类题固法2 1．一种电磁驱动的无绳电梯简化模型如图所示，光滑的平行长直金属轨道固定在竖直平面内，下端接有电阻，导体棒垂直跨接在轨道上，匀强磁场的方向垂直轨道平面向里．磁场以速度v匀速向上移动，某时刻导体棒由静止释放，导体棒始终处于磁场区域内，轨道和导体棒的电阻均不计且接触良好．则 (　　) A．导体棒向上运动的速度可能为v B．导体棒在磁场中可能先下降，再上升 C．安培力对导体棒做的功大于导体棒机械能的增量 D．安培力对导体棒做的功可能小于回路中产生的热量 D 考 点 二 考 点 二 考 点 二 2．如图所示，MN、PQ为间距L＝0.5 m、足够长的平行导轨，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°，N、Q间连接有一个阻值R＝1 Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0＝1 T．将一根质量为m＝0.5 kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度．金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.50，金属棒沿导轨下滑过程中始终与NQ平行，不计金属棒和导轨的电阻，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8. (1) 求金属棒到达cd处的速度大小． 答案： (1) 4 m/s　 考 点 二 考 点 二 (2) 已知金属棒从NQ运动到cd过程中，通过电阻的电荷量为2.5 C，求此过程中电阻R产生的热量Q. 答案：(2) 1.0 J 考 点 二 配套热练 一、 选择题 1．如图所示，磁感应强度为B的有界匀强磁场的宽度为L，一质量为m、电阻为R、边长为d(d＜L)的正方形金属线圈竖直放置．线圈由静止释放，进入磁场过程中做匀速运动，完全离开磁场前已做匀速运动．已知重力加速度为g，下列说法中错误的是 (　　) A．进、出磁场过程中电流方向不同 B．进、出磁场过程中通过线圈某一横截面的电荷量相等 C．通过磁场的过程中产生的热量为mgL C 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 2．(2025·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μ；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v0.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BLv0 C．通过电阻R的电流方向由a指向b A 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 3．(2025·南通统考)如图所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0＜θ＜90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，N、Q间接有阻值为R的电阻，匀强磁场垂直导轨平面，磁感应强度为B，导轨电阻不计．质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为r，当金属棒ab下滑距离x时达到最大速度v，重力加速度为g，则在这一过程中 (　　) A．金属棒做匀加速直线运动 D 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 C 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 C 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 6．(2025·徐州调研)如图所示，足够长的光滑导轨OM、ON固定在竖直平面内，电阻不计，两导轨与竖直方向夹角均为30°.空间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一质量为m、长为L的导体棒在竖直向上的拉力F作用下，从O点开始沿y轴向下以大小为v的速度做匀速直线运动，且棒始终与y轴垂直对称，与导轨接触良好．导体棒单位长度电阻值为r，重力加速度为g.在导体棒从开始运动到离开导轨的过程中，下列说法中正确的是 (　　) A．导体棒中的感应电流逐渐增大　 B．导体棒沿导轨下落过程中减小的机械能等于导体棒产生的 焦耳热 C 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 (1) 0～2 s内，绳中拉力F随时间t的变化关系． 答案： (1) F＝(2t＋1)N　 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 (2) 从零时刻到线框全部离开磁场，线框中产生的总热量Q. 答案：(2) 2.8 J 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 8．(2025·苏州期末)如图所示，间距为L的U形金属导轨，水平放置于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面的匀强磁场中，金属棒CD的质量为m、初速度为v0，导轨右端电阻为R，其余电阻不计． (1) 求刚开始减速时，回路中电流的大小I. 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 (2) 若减速过程中，CD受到的摩擦力恒为f，求当速度减为v1时棒的加速度大小a. 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 (3) 若减速过程中，CD受到的摩擦力f＝kv，其中v为CD的速率，k为已知常量，棒最终停止，求电阻R上产生的热量QR. 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 4 1 2 3 5 6 7 8 配套热练 $