电磁感应综合问题(解析版)--2024年高考物理大题突破 .pdf

电磁感应综合问题

1.掌握应用动量定理处理电磁感应问题的思路。

2.掌握应用动量守恒定律处理电磁感应问题的方法。

3.熟练应用楞次定律与法拉第电磁感应定律解决问题。

4.会分析电磁感应中的图像问题。

5.会分析电磁感应中的动力学与能量问题。

电磁感应中的动力学与能量问题

1(2024河北·模拟预测·)如图甲所示，水平粗糙导轨左侧接有定值电阻R=3Ω，导轨处于垂直纸面向外的匀

强磁场中，磁感应强度B=1T，导轨间距L=1m。一质量m=1kg，阻值r=1Ω的金属棒在水平向右拉力

F作用下由静止开始从CD处运动，金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25，金属棒的v-x图像如图乙所示，

2

取g=10m/s，求：

(1)x=1m时，安培力的大小；

(2)从起点到发生x=1m位移的过程中，金属棒产生的焦耳热；

(3)从起点到发生x=1m位移的过程中，拉力F做的功。

1

【答案】(1)0.5N；(2)J；(3)4.75J

16

【详解】(1)由图乙可知，x=1m时，v=2m/s，回路中电流为

EBLv

I===0.5A

R+rR+r

安培力的大小为

F=IBL=0.5N

安

(2)由图乙可得

v=2x

金属棒受到的安培力为

22

BLvx



F=IBL==(N)

AR+r2

回路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，从起点到发生x=1m位移的过程中，回路中产生的焦耳热为

0+0.5

Q=W=Fx=×1J=0.25J

安A2

金属棒产生的焦耳热为

1

r1

Q=Q=J

棒R+r16

(3)从起点到发生x=1m位移的过程中，根据动能定理有

1

W-W-μmgx=mv2