2026版高考物理二轮复习攻坚克难3　微切口3　力学三大观点在导体框模型中的应用

专题四电路与电磁感应攻坚克难三

力学三大观点在电磁感应中的应用微切口3

力学三大观点在导体框模型中的应用1类型1导体框中的动力学和能量问题如图所示，在倾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度B的大小为5T，磁场宽度d＝0.55m．有一边长L＝

0.4m、质量m1＝0.6kg、电阻R＝2Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量m2＝0.4kg的物体相连．物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，将线框从图示位置由静止释放，物体到定滑轮的距离足够长．(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)求线框abcd还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力大小．(2)当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x.(3)在(2)问中的条件下，若cd边离开磁场边界PQ时，速度大小为2m/s，求整个运动过程中ab边产生的热量．答案：(1)2.4N

(2)0.25m

(3)0.1J【解析】(1)线框还未进入磁场的过程中，以线框为研究对象，由牛顿第二定律得m1gsinθ－T＝m1a以物体为研究对象，由牛顿第二定律得T－μm2g＝m2a联立解得T＝2.4N，a＝2m/s22类型2力学三大观点在导体框中的应用

(2025·福建卷)光滑斜面倾角为θ＝30°，Ⅰ区域与Ⅱ区域均存在垂直斜面向外的匀强磁场，两区磁感应强度大小相等，均为B.正方形线框abcd质量为m，总电阻为R，由同种材料制成且粗细均匀．Ⅰ区域长为L1，Ⅱ区域长为L2，两区域间无磁场的区域长度大于线框长度．线框从某一位置释放，cd边进入Ⅰ区域时速度为v，且直到ab边离开Ⅰ区域时速度均为v，cd边进入Ⅱ区域时的速度和ab边离开Ⅱ区域时的速度一致，重力加速度为g.则：(1)求线框释放点cd边与Ⅰ区域上边缘的距离．(2)求cd边进入Ⅰ区域时cd边两端的电势差．(3)求线框进入Ⅱ区域到完全离开过程中克服安培力做功的平均功率．规律总结如图所示，磁感应强度为B的有界匀强磁场的宽度为L，一质量为m、电阻为R、边长为d(d<L)的正方形金属线圈竖直放置．线圈由静止释放，进入磁场过程中做匀速运动，完全离开磁场前已做匀速运动．已知重力加速度为g，下列说法中错误的是(

)A.进、出磁场过程中电流方向不同B.进、出磁场过程中通过线圈某一横截面的电荷量相等C.通过磁场的过程中产生的热量为mgL1CA.甲线框进磁场和出磁场的过程中电流方向相同B.甲、乙线框刚进磁场区域时，所受合力大小之比为1∶1C.乙线框恰好完全出磁场区域时，速度大小为0D.甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热之比为4∶32D配套热练1.

如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B、方向与竖直平面(纸面)垂直，磁场的上、下边界(虚线)均为水平面．纸面内磁场上方有一个质量为m、总电阻为R、边长为L的正方形导线框abcd(由均匀材料制成)，其上、下两边均与磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距．导线框从ab边距磁场上边界为h处自由下落，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法中正确的是(

)B2.

两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为L，用长为L的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体．距离组合体下底边H处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场．磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大．把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度v0水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B使其匀速通过磁场，不计空气阻力．下列说法中正确的是(

)D3.(2025·如皋第二次适应性考试)如图所示，金属线框甲从匀强磁场的上边界由静止释放，末速度为v时，线框还未完全进入磁场；相同的线框乙从磁场的下边界以速度v竖直向上抛出，到达最高点时线框也未完全进入磁场．两线框在上述进入磁场的过程中，甲线框(

)A.运动的时间短 B.运动的位移大C.通过的电荷量小 D.产生的内能少B4.

如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平，垂直线框所在平面的匀强磁场，磁感应强度B＝2.5T．正方形单匝金属线框在磁场上方h＝0.45m处，质量为

0.1kg，边长为0.4m，总阻值为1Ω.现将线框由静止释放，下落过程中线框ab边始终与磁场边界平行，ab边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度均为2m/s，不计空气阻力，取g＝10m/s2.下列说法中错误的是(

)A.cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率为9WB.匀强磁场区域的高度为0.65mC.穿过磁场的过程中线框电阻产生的热量为0.65JD.线框通过磁场上边界所用时间为0.3sC5.

如图所示，“凹”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一平面内，ab、bc边长均为2l，gf边长为l.匀强磁场区域的上、下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面．开始时，bc边离磁场上边界的距离为l，线框由静止释放，从bc边进入磁场直到gf边进入磁场前，线框做匀速运动．在gf边离开磁场后ah、ed边离开磁场之前，线框又做匀速运动．线框在下落过程中始终处于竖直平面内，且bc、gf边保持水平，重力加速度为g.(1)线框ah、ed边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是bc边刚进入磁场时的几倍？(2)若磁场上、下边界间的距离为H，则线框完全穿过磁场过程中产生的热量为多少？答案：(1)4倍(2)mg(H－13l)6.

如图是一种电梯突然失控下落时的保护装置．在电梯后方墙壁上交替分布着方向相反的匀强磁场，每块磁场区域宽1.6m，高0.5m，大小均为0.5T．电梯后方固定一个100匝矩形线圈，线圈总电阻为8Ω，高度为1.5m，宽度略大于磁场．已知某次电梯运行试验中电梯总质量为2400kg，取g＝10m/s2，忽略摩擦阻力．当电梯失去其他保护，由静止从高处突然失控下落时：答案：(1)50A

(2)7.5m/s

(3)1.2s7.

如图所示，光滑绝缘斜面与水平面的夹角θ＝30°，斜面所在空间存在两个相邻且互不影响的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，磁场边界水平，两磁场的磁感应强度方向相反，且与斜面垂直，大小均为B＝1T，宽度均为L＝0.3m．现有一边长也为L，电阻R＝0.1Ω的正方形闭合导线框abcd从距磁场Ⅰ上边界线x＝0.4m处由静止释放，已知线框ab边刚进入磁场Ⅰ时恰好做匀速直线运动，进入磁场Ⅱ区域后经一段时间后，在ab边未出磁场Ⅱ区域下边界之前又做匀速直线运动，整个线框在穿过磁Ⅰ场区域的过程中边始终水平，取g＝