第55讲 电磁感应中的动力学和能量问题（讲义）（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第55讲电磁感应中的动力学和能量问题

目录

01、考情透视，目标导航TOC\o1-3\h\u

02、知识导图，思维引航 2

03、考点突破，考法探究

考点一.电磁感应中的动力学问题 2

知识点1．两种状态及处理方法 2

知识点2．电磁感应中的动力学临界问题的分析思路 3

考向1.水平面内的动力学问题 3

考向2竖直平面内的动力学问题 4

考向3.斜面上的动力学问题 5

考点二.电磁感应中的能量问题 7

知识点1.电磁感应中的能量转化 7

知识点2.求解焦耳热Q的三种方法 7

04、真题练习，命题探究 12

考情分析

2024·贵州·高考物理第5题

2024·山东·高考物理第4题

2024·辽宁·高考物理第8题

2024·北京·高考物理第11题

2024·河北高考物理第14题

2024·全国·甲卷物理第25题

2024·安徽.高考物理第14题

复习目标

目标1.学会用动力学知识分析导体棒在磁场中的运动问题。

目标2.会用功能关系和能量守恒定律分析电磁感应中的能量转化。

考点一.电磁感应中的动力学问题

知识点1．两种状态及处理方法

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

根据牛顿第二定律结合运动学公式进行分析

知识点2．电磁感应中的动力学临界问题的分析思路

(1)解决这类问题的关键是通过受力情况和运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度为最大值或最小值的条件。

(2)基本思路是：导体受外力运动eq\o(――→,\s\up7(E＝Blv),\s\do5())感应电动势感应电流eq\o(――→,\s\up7(F＝BIl),\s\do5())导体受安培力―→合外力变化eq\o(――→,\s\up7(F合＝ma))加速度变化―→速度变化―→临界状态―→列式求解。

考向1水平面内的动力学问题

1.(多选)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定放置在足够高的水平台面上，导轨间距L＝1m。质量为m＝1kg、电阻为r＝2Ω的直导体棒放在导轨上，且始终与导轨垂直，导体棒通过一根轻质细绳绕过定滑轮与一质量也为m＝1kg的重物相连。导轨左端与阻值为R＝2Ω的电阻相连，导轨电阻不计，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B＝2T。在t＝0时刻，由静止释放导体棒和重物，直导体棒由静止开始向右做直线运动(轻质细绳始终与导轨共面且平行)，g取10m/s2。下列说法中正确的是()

A．重物向下做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动

B．当导体棒速度v＝8m/s时，导体棒加速度a＝2m/s2

C．导体棒最终做匀速直线运动的速度为v＝10m/s

D．导体棒最终做匀速直线运动的速度为v＝12m/s

考向2竖直平面内的动力学问题

2.如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框abcd的边长L＝0.2m、回路电阻R＝1.6×10－3Ω、质量m＝0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与水平向右方向成θ＝45°角、大小为4eq\r(2)N的恒力F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g＝10m/s2，求：

(1)ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小；

(2)磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；

(3)磁场区域的水平宽度。

3．(多选)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

考向3.斜面上的动力学问题

4.如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下。导轨和ab杆的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和ab杆接触良好，不计它们之间的摩擦。(重力加