2027届新高考物理热点精准复习电磁感应中的动量问题和综合问题

2027届新高考物理热点精准复习电磁感应中的动量问题和综合问题内容索引学习目标核心体系活动方案学习目标1．能运用动量定理、动量守恒定律求解电磁感应中的动量问题.2．能综合应用电磁感应规律及动力学、动量和能量观点解决电磁感应综合问题．核心体系活动方案活动一求解电磁感应中的动量问题一、利用动量定理分析

如图所示，一个正方形金属线圈从匀强磁场上方的水平边界处由静止释放，线圈完全进入磁场前已做匀速运动，线圈平面始终与磁场方向垂直．已知线圈的边长为L、质量为m、电阻为R，从静止到匀速运动过程中通过线圈横截面的电荷量为q，磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g.求：(1)线圈匀速运动时的速度大小v；(2)线圈从静止到匀速运动过程中的位移大小x；(3)线圈从静止到匀速运动经过的时间t.1

[2025南京期中]如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈以速度v1开始进入磁场，离开磁场区域后速度为v2.已知磁场区域宽度大于线圈宽度，则线圈(

)A．进、出磁场过程通过截面的电荷量不同B．进、出磁场过程中产生的焦耳热相同1C二、利用动量守恒定律分析

如图所示，两根相距为d的足够长的光滑金属导轨固定在水平面上，导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直，长度略大于d的两导体棒M、N平行地放在导轨上，导体棒的电阻均为R、质量均为m，开始两导体棒静止，现给导体棒M一个平行导轨向右的瞬时冲量I，整个过程中导体棒与导轨接触良好，下列说法正确的是(

)2C在电磁感应中，动量守恒定律常应用于双杆切割磁感线运动问题，要注意的是需判断动量是否守恒，常直接用于求解速度．(1)对非匀速、非匀变速运动，一般要用能量守恒和动量守恒定律求解，当安培力变化，且又涉及位移、速度、电荷量等问题时，用动量定理、动量守恒定律求解往往能巧妙解决．(2)解决电磁感应中的动量问题的方法：①选择研究对象．即是哪一根导体棒或几根导体棒组成的系统．②分析其受力情况．安培力既跟电流方向垂直又跟磁场方向垂直．③分析研究对象(或系统)是否符合动量守恒的条件．注意发现动量守恒条件、善于应用动量守恒定律，可使解题过程简捷．④分析研究对象所受的各力做功情况和合外力情况，选定所要应用的物理规律．如图所示，在大小为B的匀强磁场区域内，垂直于磁场方向的水平面中有两根固定的足够长的金属平行导轨，在导轨上面平放着两根导体棒ab和cd，两棒彼此平行，构成一矩形回路．导轨间距为l，导体棒的质量均为m、电阻均为R，导轨电阻可忽略不计．设导体棒可在导轨上无摩擦地滑行，初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速度v0，求：(1)当cd棒速度减为0.8v0时的加速度大小；(2)从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能；(3)两棒之间距离增加量x的上限．2活动二用“三个力学观点”求解电磁感应中的综合问题一、单杆切割磁感线运动问题

如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距L＝1.0m，与水平面之间的夹角α＝37°，匀强磁场磁感应强度B＝2.0T，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R＝1.6Ω的电阻，质量m＝0.5kg、电阻r＝0.4Ω的金属棒ab垂直于导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移s＝3.8m时达到稳定状态，对应过程的v－t图像如图乙所示．重力加速度g取

10m/s2，导轨足够长．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：3(1)运动过程中a、b哪端电势高，并计算恒力F的大小；(2)由图中信息计算0～1s内，通过电阻R的电量q和导体棒滑过的位移x.甲乙“单杆＋电阻”的两类模型

如图所示，金属导轨平行且水平放置，导轨间距为L，导轨光滑无摩擦．定值电阻大小为R，其余电阻忽略不计，电容大小为C.在运动过程中，金属棒始终与导轨保持垂直．整个装置处于竖直方向且磁感应强度为B的匀强磁场中．(1)开关S闭合时，对金属棒施加以水平向右的恒力，金属棒能达到的最大速度为v0.当外力功率为定值电阻功率的两倍时，求金属棒速度v的大小．4(2)当金属棒速度为v时，断开开关S，改变水平外力并使金属棒匀速运动．当外力功率为定值电阻功率的两倍时，求电容器两端的电压以及从开关断开到此刻外力所做的功．“单杆＋电容器”的两类模型

无外力充电式无外力放电式速度图像二、双杆切割磁感线运动问题

如图所示，两光滑平行长直金属导轨水平固定放置，导轨间存在竖直向下的匀强磁场．两根相同的金属棒ab、cd垂直放置在导轨上，处于静止状态．t＝0时刻，对cd棒施加水平向右的恒力F，棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计．两棒的速度vab、vcd和加速度aab、acd随时间t变化的关系图像可能正确的是(

)5ABCDC双杆的两类模型示意图力学观点导体棒1受安培力的作用做加速度减小的减速运动，导体棒2受安培力的作用做加速度减小的加速运动，最后两棒以相同的速度做匀速直线运动两棒最终以相同的加速度做匀加速直线运动速度图像动量观点系统动量守恒系统动量不守恒能量观点棒1动能的减少量＝棒2动能的增加量＋焦耳热外力做的功＝棒1增加的动能＋棒2增加的动能＋焦耳热如图所示，光滑的平行长导轨水平放置，质量相等的导体棒L1和L2静止在导轨上，与导轨垂直且接触良好．已知L1的电阻大于L2的，两棒间的距离为d，不计导轨电阻，忽略电流产生的磁场．将开关S从1拨到2，两棒运动一段时间后达到稳定状态，则(

)A．S拨到2的瞬间，L1中的电流大于L2的B．S拨到2的瞬间，L1的加速度大于L2C．运动稳定后，电容器C的电荷量为零D．运动稳定后，两棒之间的距离大于d3D【解析】

电源给电容器充电，稳定后，S拨到2的瞬间，电容器相当于电源，和导体棒L1和L2组成闭合电路，由于L1的电阻大于L2，则L1中的电流小于L2中的电流，A错误；S拨到2的瞬间，L1中的电流小于L2中的电流，根据F＝BIL可得，L1受到的安培力小于L2受到的安培力，根据牛顿第二定律，L1的加速度小于L2的加速度，B错误；S拨到2后，由于导体棒L1和L2受到安培力的作用，则