【创新设计】（山东专用）高考物理二轮专题辅导训练 专题4 第10讲 热点三 电磁感应中的动力学问题（含解析）.doc

热点三电磁感应中的动力学问题应用动力学观点解决电磁感应现象问题的思路和方法：(1)思路：明确电源，画出等效电路，判断电流方向或电势高低(2)受力分析和运动过程分析：导体棒在磁场中切割磁感线运动时，动力学特征是(3)牛顿第二定律：通过分析导体棒的受力情况和运动情况，建立力和运动量之间的联系，计算稳定态的物理量或者对运动过程进行动态分析9.图41013(2014烟台模拟)如图41013所示，mn和pq是电阻不计的平行金属导轨，其间距为l，左侧为半径为r的光滑圆弧轨道，其最低位置与右侧水平粗糙平直导轨相切，右端接一个阻值为r的定值电阻平直导轨部分的左边区域有宽度为d、磁感应强度大小为b、方向竖直的匀强磁场质量为m、电阻也为r的金属棒从圆弧轨道最高处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好则在此过程中，以下说法正确的是()a金属棒在磁场中做匀减速运动b通过金属棒横截面的电荷量为c定值电阻r产生的焦耳热为mg(rd)d金属棒运动到圆弧轨道最低位置时对轨道的压力为3mg解析金属棒在磁场中运动时，竖直方向上重力和支持力平衡，水平方向上受到向左的滑动摩擦力和安培力，随着速度的减小，金属棒产生的感应电动势减小，感应电流减小，所受的安培力减小，合力减小，则由牛顿第二定律可知金属棒的加速度减小，所以金属棒在磁场中做加速度减小的变减速运动，故a错误；通过金属棒横截面的电荷量为qt，又，则得q，故b错误；根据能量守恒定律得：定值电阻r产生的焦耳热为q(mgrmgd)mg(rd)，故c正确；设金属棒运动到圆弧轨道最低位置时速度为v，金属棒在圆弧轨道运动过程中，根据机械能守恒定律得：mgrmv2，在轨道最低位置时，由牛顿第二定律得：nmgm，联立解得：轨道对金属棒的支持力为：n3mg，根据牛顿第三定律得金属棒对轨道的压力为：nn3mg，故d正确答案cd10(2014高考冲刺卷一)如图41014甲所示，在mn、op间存在一匀强磁场，t0时，一正方形线框在水平向右的外力f作用下紧贴mn从静止开始做匀加速运动通过磁场，外力f随时间t变化的图象如图乙所示，已知线框质量为1 kg，电阻r1 ，线框穿过磁场过程中，外力f对线框做功 j，则()图41014a磁场宽度与线框边长相等为0.25 mb匀强磁场的磁感应强度为4 tc线框穿过磁场过程中，通过线框的电荷量为 cd线框穿过磁场过程中，线框中产生的焦耳热为1.0 j解析由题图乙知开始时有a1 m/s2,1.0 s内外力f均匀增大，1.0 s时安培力消失，说明磁场宽度与线框边长相等，为lat20.25 m，a对；1.0 s时速度为vat1.0 m/s，f3 n，由牛顿第二定律知fma，代入数值得b4 t，b对；线框穿过磁场过程中，通过线框的电荷量为qtt c，c错；线框穿过磁场过程中，线框中产生的焦耳热为qwfmv2 j，d错答案ab图4101511如图41015所示，mn、pq为足够长的平行金属导轨，间距l0.50 m，导轨平面与水平面间夹角37，n、q间连接一个电阻r5.0 ，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度b1.0 t将一根质量为m0.050 kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好已知金属棒与导轨间的动摩擦因数0.50，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s2.0 m已知g10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80.求：(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；(2)金属棒到达cd处的速度大小；(3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻r产生的热量解析(1)设金属棒开始下滑时的加速度大小为a，则mgsin mgcos ma解得a2.0 m/s2(2)设金属棒到达cd位置时速度大小为v、电流为i，金属棒受力平衡，有mgsin bilmgcos i解得v2.0 m/s(3)设金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻r上产生的热量为q，由能量守恒，有mgssin mv2mgscos q解得q0.10 j答案(1)2.0 m/s2(2)2.0 m/s(3)0.10 j1电磁感应中的动力学问题的解题策略此类问题中力现象和电磁现象相互联系、相互制约，解决问题前首先要建立“动电动”的思维顺序，可概括为：(1)找准主动运动者，用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向(2)根据等效电路图，求解回路中电