第55讲+++电磁感应中的动力学和能量问题

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01考情分析目标导航目录contents02知识导图思维引航03考点探究考法突破04真题练习命题洞见01考情分析目标导航考情分析考情分析考情分析

目标要求2024·贵州·高考物理第5题2024·山东·高考物理第4题2024·辽宁·高考物理第8题2024·北京·高考物理第11题2024·河北高考物理第14题2024·全国·甲卷物理第25题2024·安徽.高考物理第14题目标1.学会用动力学知识分析导体棒在磁场中的运动问题。目标2.会用功能关系和能量守恒定律分析电磁感应中的能量转化。02知识导图思维引航思维导航知识导图电学对象内电路外电路力学对象找出产生电磁感应的那部分导体

“源”的分析

“路”的分析“力”的分析“运动”分析并联串联IV03考点探究考法突破考航导点电磁感应中的动力学问题考点1考点2

电磁感应中的能量问题知识固本考点一.电磁感应中的动力学问题知识点1．两种状态及处理方法知识点2．电磁感应中的动力学临界问题的分析思路状态特征处理方法平衡态加速度为零根据平衡条件列式分析非平衡态加速度不为零根据牛顿第二定律结合运动学公式进行分析(1)解决这类问题的关键是通过受力情况和运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度为最大值或最小值的条件。

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向1水平面内的动力学问题

AC

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向2

竖直平面内的动力学问题

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察(2)磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察(3)磁场区域的水平宽度。

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向1水平面内的动力学问题3.(多选)由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是(

)ABA.甲和乙都加速运动

B.甲和乙都减速运动C.甲加速运动，乙减速运动

D.甲减速运动，乙加速运动

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向3.斜面上的动力学问题

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向3.斜面上的动力学问题

考点一.电磁感应中的动力学问题考向洞察考向3.斜面上的动力学问题

BCD

知识固本考点二.电磁感应中的能量问题知识点1.电磁感应中的能量转化知识点2.求解焦耳热Q的三种方法

焦耳热Q的三种求法

考点二.电磁感应中的能量问题考向洞察

(1)橡胶带匀速运动的速率；

考点二.电磁感应中的能量问题考向洞察(2)一根金属条经过磁场区域安培力做的功；

考点二.电磁感应中的能量问题考向洞察

考点二.电磁感应中的能量问题考向洞察(2)从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属棒上产生的焦耳热。

考点二.电磁感应中的能量问题考向洞察

AC

克服安培力做功等于产生的电热，克服摩擦力做功等于产生的摩擦热

考点二.电磁感应中的能量问题考向洞察

D

电流减小，则安培力在减小

重力势能减少量等于动能增加量和安培力做功的和

04真题练习命题洞见真题练习·命题洞见

加速过程中通过金属棒的电荷量等于减速过程中通过金属棒的电荷量，则减速过程由动量定理可得：A.加速过程中通过金属棒的电荷量为

B.金属棒加速的时间为

C.加速过程中拉力的最大值为

D.加速过程中拉力做的功为

由：和位移公式：加速过程中拉力逐渐增大，当撤去拉力的瞬间，拉力最大加速过程中拉力对金属棒做正功，安培力对金属棒做负功，由动能定理可知：AB真题练习·命题洞见

ABD

回路有感应电流，产生焦耳热，金属棒MN的机械能不断减小，且金属导轨光滑当金属棒MN向右运动，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到N：当金属棒MN向左运动，根据右手定则可知，MN中电流方向由N到M。

真题练习·命题洞见

ACA.

B.

C.

D.

若线圈进入磁场时的速度较小，则线圈进入磁场时做加速度减小的减速运动，线圈的速度和加速度都趋近于零

真题练习·命题洞见

AB

两导体棒沿轨道向下滑动，根据右手定则可知回路中的电流方向分析可知两个导体棒产生的电动势相互叠加，随着导体棒速度的增大，回路中的电流增大，导体棒受到的安培力在增大，故可知当安培力沿导轨方向的分力与重力沿导轨向下的分力平衡时导体棒将匀速运动，此时电路中的电流达到稳定值真题练习·命题洞见

(1)求闭合开关瞬间通过导体棒的电流I；开关闭合前电容器的电荷量为Q，则电容器两极板间电压：开关闭合瞬间，通过导体棒的电流：

：解得闭合开关瞬间通过导体棒的电流为：

开关闭合瞬间由牛顿第二定律有：将电流I代入解得：

真题练习·命题洞见

(1)求CD棒所受安培力的最大值和最小值。当OA运动到正方形细框对角线瞬间，切割的有效长度最大，此时感应电流最大，CD棒所受的安培力最大;当OA运动到与细框一边平行时瞬间，切割的有效长度最短，感应电流最小，CD棒受到的安培力最小根据闭合电路欧姆定律得:根据法拉第电磁感应定律得:,故CD棒所受的安培力最大为:,真题练习·命题洞见(2)锁定OA棒，推动CD棒，撤去推力瞬间，CD棒的加速度大小为a,所受安培力大小等于（1）问中安培力的最大值，求CD棒与导轨间的动摩擦因数。当CD棒受到的安培力最小时根据平衡条件得：当CD棒受到的安培力最大时根据平衡条件得：联立解得：撤去推力瞬间，根据牛顿第二定律得：解得：真题练习·命题洞见

开关S闭合后，当外力与安培力相等时，金属棒的速度最大，则:由闭合电路欧姆定律:金属棒切割磁感线产生的感应电动势为:联立可得，恒定的外力为:在加速阶段，外力的功率为：定值电阻的功率为：

化简可得金属棒速度v的大小为：真题练习·命题洞见

联立可得：真题练习·命题洞见

真题练习·命题洞见

其中：联立可得：