高考物理 专项复习 1.电磁感应中动力学与能量问题（讲解版）

学霸推荐电磁感应中动力学与能量问题知识体系梳理优秀同龄人的陪伴

让你的青春少走弯路电磁感应中动力学与能量问题部分是选修3-2的重点内容，主要考察内容就是电磁感应问题与牛顿运动力学和动能定理结合的应用，同学要重视条件和特点，在这个基础上进行题型巩固。使用说明-内容说明01目

录梳理知识体系CONTENTS02解决经典问题实例PA

RT

1梳理知识体系DREAMOFTHEFUTURE电磁感应中动力学与能量问题大

致

框

架电磁感应中动力学问题电磁感应中动力学与能量问题电磁感应中能量问题电磁感应中“杆+导轨”模型电磁感应中动力学与能量问题大

致

框

架1.两种状态及处理方法电磁感应中动力学问题2.电学对象与力学对象的转换及关系3.用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题电磁感应中动力学与能量问题大

致

框

架1.电磁感应中的能量转化电磁感应中能量问题2.求解焦耳热Q的三种方法3.解电磁感应现象中的能量问题的一般步骤(1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源。(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发生了相互转化。(3)根据能量守恒列方程求解。电磁感应中动力学与能量问题大

致

框

架1.模型构建“杆＋导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是高考的热点，考查的知识点多，题目的综合性强，物理情景变化空间大，是我们复习中的难点。“杆＋导轨”模型又分为“单杆”型和“双杆”型(“单杆”型为重点)；导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜；杆的运动状态可分为匀速、匀变速、非匀变速运动等。电磁感应中“杆+导轨”模型(1)单杆水平式(2)单杆倾斜式电磁感应中动力学与能量问题知识树原图PA

RT

2利用知识体系框架来解题DREAMOFTHEFUTURE经典例题1如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计。现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右做匀速运动时(ꢀꢀ)A.电容器两端的电压为零B.电阻两端的电压为BLvC.电容器所带电荷量为CBLvD.为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为B2L2v/R答案解析1答案解析：当导线MN匀速向右运动时，导线MN产生的感应电动势恒定，稳定后，电容器既不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端没有电压，电容器两极板间的电压为U＝E＝BLv，所带电荷量Q＝CU＝CBLv，故A、B错误，C正确；MN匀速运动时，因无电流而不受安培力，故拉力为零，D错误。经典例题2如图所示，在光滑的水平面上，一质量为m，半径为r，电阻为R的均匀金属环，以v0的初速度向一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的有界匀强磁场滑去(磁场宽度d＞2r)。圆环的一半进入磁场历时t秒，这时圆环上产生的焦耳热为Q，则t秒末圆环中感应电流的瞬时功率为(ꢀꢀ)2Q2

2

2

4B

r

(v)A.2

2

2B.4B

r

v0m0RR2Q2Q2

2

2

2B

r

(v)B

r

(v

2

2

2

2

)C.D.0m0mRR答案解析2答案解析：t秒末圆环中感应电动势为E＝B·2r·v，由能量守恒知，减少的动能全部转化为焦耳热，Q＝mv02/2－mv2/2，t秒末圆环中感2Q2

2

2

4B

r

(v0)m应电流的功率为P＝EI＝E2/R＝，故B正确。R经典例题3如图所示，MN和PQ是两根互相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．有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是(ꢀꢀ)答案解析3答案解析：A、闭合开关时，若重力与安培力相等，金属杆做匀速直线运动。所以A选项是正确的；B、C、若安培力小于中，则加速度的方向向下，做加速运动，加速运动的过程中，安培力增大，则加速度减小，做加速度逐渐减小的加速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动，故B错误，C正确。D、若安培力大于重力，则加速度的方向向上,做减速运动,减速运动的过程中,安培力减小,做加速度逐渐减小的减速运动,当重力与安培力相等时,做匀速直线运动.故D选项是正确的。所以正确选项为ACD。PA

RT

3回顾落实DREAMOFTHEFUTURE要点①金属杆运动过程中，要对金属杆进行完善的受力分析，确定是恒力还是变力；②能量转化是这块的核心考点，要结合动能定理和能量守恒来考察；③安培力做正功，将电能转化为机械能，安培力做负功，其他能转化为电能。提醒①变力做功的特点导致不能