2026届高三物理二轮复习课件+电磁感应中的动力学、能量和动量问题

专题强化

电磁感应中的动力学、能量和动量问题2026届高考物理二轮复习1.会用动力学知识分析电磁感应问题．2．会用功能关系和能量守恒解决电磁感应中的能量问题．3．掌握应用动量定理处理电磁感应问题的方法技巧．4．建立电磁感应问题中动量守恒的模型，并用动量守恒定律解决问题．考点一PART01考点一电磁感应中的动力学问题1．导体的两种运动状态(1)导体的平衡状态——静止状态或匀速直线运动状态．处理方法：根据平衡条件列式分析．(2)导体的非平衡状态——加速度不为零．处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析．2．用动力学观点解答电磁感应问题的一般步骤例1(多选)[2023·山东卷]足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为1m，电阻不计．质量为1kg、长为1m、电阻为1Ω的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，Ⅰ和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为B1和B2，其中B1＝2T，方向向下．用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为0.1kg的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面．如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域Ⅰ和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行．MN的速度v1＝2m/s，CD的速度为v2且v2>v1，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2.重力加速度大小取10m/s2，下列说法正确的是(

)A．B2的方向向上B．B2的方向向下C．v2＝5m/s

D．v2＝3m/s答案：BD

例2[2024·九省联考河南卷]如图(a)所示，一个电阻不计的平行金属导轨，间距L＝1m，左半部分倾斜且粗糙，倾角θ＝37°，处于沿斜面向下的匀强磁场中；右半部分水平且光滑，导轨之间存在一个三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，其边界与两导轨夹角均为α，tanα＝0.1.右半部分俯视图如图(b)．导体棒Q借助小立柱静置于倾斜导轨上，其与导轨的动摩擦因数μ＝0.5.导体棒P以v0＝0.5m/s的速度向右进入三角形磁场区域时，撤去小立柱，Q棒开始下滑，同时对P棒施加一外力使其始终保持匀速运动．运动过程中，两棒始终垂直于导轨且接触良好．已知两磁场的磁感应强度大小均为B＝1T，两棒的质量均为m＝0.1kg，Q棒电阻R＝0.5Ω，P棒电阻不计．重力加速度大小取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，以Q棒开始下滑为计时起点．求(1)撤去小立柱时，Q棒的加速度大小a0；(2)Q棒中电流随时间变化的关系式；(3)Q棒达到的最大速度vm及所用时间t1.

考点二PART02考点二电磁感应中的能量问题1．电磁感应中的能量转化2．求解焦耳热Q的三种方法

答案：D

例

4如图甲所示，游乐园中的过山车虽然惊险刺激，但也有多种措施保证了它的安全运行．其中磁力刹车是为保证过山车在最后进站前的安全设计的一种刹车形式，磁场很强的钕磁铁安装在轨道上，刹车金属框安装在过山车底部．其简化模型如图所示，将刹车金属框看作为一个边长为L，总电阻为R的单匝正方形线框，则过山车返回水平站台前的运动可以简化如下：线框沿着光滑斜面下滑s后，下边框进入匀强磁场时线框开始减速，下边框出磁场，线框刚好开始做匀速直线运动．已知斜面与水平面的夹角为θ，过山车的总质量为m，磁场区上下边界间的距离也为L，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g，求：(1)线框刚进入磁场上边界时，从斜面上方俯视线框求感应电流的方向和此时感应电流的大小．(2)线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热．

考点三PART03

考向1动量定理在电磁感应中的应用例5[2023·湖南卷]如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面均与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.现将质量均为m的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R.运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g.(1)先保持棒b静止，将棒a由静止释放，求棒a匀速运动时的速度大小v0；(2)在(1)问中，当棒a匀速运动时，再将棒b由静止释放，求释放瞬间棒b的加速度大小a0；(3)在(2)问中，从棒b释放瞬间开始计时，经过时间t0，两棒恰好达到相同的速度v，求速度v的大小，以及时间t0内棒a相对于棒b运动的距离Δx.

答案：AC

例7[2023·全国甲卷]如图，水平桌面上固定一光滑U型金属导轨，其平行部分的间距为l，导轨的最右端与桌面右边缘对齐，导轨的电阻忽略不计．导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一质量为m、电阻为R、长度也为l的金属棒P静止在导轨上．导轨上质量为3m的绝缘棒Q位于P的左侧，以大小为v0的速度向P运动并与P发生弹性碰撞，碰撞时间很短．碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点．P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，P与Q始终平行．不计空气阻力．求：(1)金属棒P滑出导轨时的速度大小；(2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量；(3)与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间．

核心素养提升

教你规范答题典例

如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝37°的斜面上，两导轨垂直于斜面与水平面的交线ef，间距L＝0.6m，导轨电阻不计．导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为虚线MN.虚线MN与两导轨垂直，区域Ⅰ中的匀强磁场方向竖直向下，区域Ⅱ中的匀强磁场方向竖直向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝1T．在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.21kg、电阻R1＝0.1Ω的金属棒ab放在导轨上，金属棒ab刚好不下滑．然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4kg、电阻R2＝0.1Ω的光滑金属棒cd置于导轨上使其由静止开始下滑，金属棒cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，两金属棒长度均为L且始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．(1)求金属棒ab刚要向上