第57讲 电磁感应中的动力学和能量问题（讲义）（原卷版）.docx

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第57讲电磁感应中的动力学和能量问题

目录

复习目标

网络构建

考点一电磁感应中的动力学问题

【夯基·必备基础知识梳理】

知识点1两种状态及处理方法

知识点2力学对象和电学对象的相互关系

知识点3分析电磁感应现象中动力学问题的基本步骤

【提升·必考题型归纳】

考向1电磁感应中的平衡问题

考向2电磁感应中的非平衡问题

考点二电磁感应现象中的能量问题

【夯基·必备基础知识梳理】

知识点1电磁感应现象中的能量转化

知识点2求解焦耳热Q的三种方法

知识点3能量转化问题的分析步骤

【提升·必考题型归纳】

考向1电磁感应现象中的线框类问题

考向2电磁感应现象中的单棒类问题

真题感悟

利用动力学的观点处理电磁感应问题。

利用能量的观点处理电磁感应问题。

考点要求

考题统计

考情分析

利用动力学和能量的观点处理电磁感应问题

2023年山东卷第12题

2023年重庆卷第7题

2023年6月浙江卷第22题

高考对利用动力学和能量观点处理电磁感应问题的考查较为频繁，题目的形式有选择题也有计算题，不管那种题型，题目的难度都较大，多以压轴题的难度出现。

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

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

根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析

知识点2力学对象和电学对象的相互关系

知识点3分析电磁感应现象中动力学问题的基本步骤

考向1电磁感应中的平衡问题

1．如图1所示，匝数、边长为、电阻、重力未知的正方形金属线框用两根均带有拉力传感器（图中未画出）的绝缘轻绳悬挂在天花板上。位于线框中间的虚线上方充满磁场，磁感应强度按（未知且为恒量，式中各量的单位均为国际单位）变化，电脑显示每个拉力传感器的示数变化如图2所示，整个过程中轻绳未断且线框始终处于静止状态。不考虑线框的形变和电阻的变化。下列说法正确的是（????）

??

A．线框的重力为4N

B．k的值为

C．时间内线框的功率为4W

D．时间内通过金属线框某一截面的电荷量为2C

2．如图所示，匝数、截面积、电阻忽略的线圈内有垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化为，其变化率。线圈通过导线与两根相互平行的金属导轨MN、PQ相连，导轨间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面夹角。金属棒ab垂直于导轨放置，且始终与导轨良好接触。已知金属棒的质量、电阻。当导轨平面内无磁场时，金属棒ab恰好静止在导轨上。时刻，加入垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度从0开始缓慢增大（不考虑该变化产生的感应电动势）。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。下列说法中正确的是（）

A．金属棒与轨道间的动摩擦因数为0.75 B．线圈产生的感应电动势为

C．金属棒ab内感应电流随时间增大 D．当金属棒ab开始运动时，

考向2电磁感应中的非平衡问题

3．如图所示，在绝缘水平桌面上放置两条相距为的平行光滑导轨与，导轨的端与阻值为的电阻相连。质量为、电阻也为、长度为的导体棒垂直于导轨放置，整个装置置于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场（图中未画出）中。导体棒的中点系一不可伸长的轻绳（与桌面平行），轻绳绕过固定在桌边的光滑轻小滑轮后，与一个质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态。现由静止释放物块，用h表示物块下落的高度（物块始终未触地），重力加速度大小为，导体棒始终与导轨接触良好，不计其他电阻，则下列说法正确的是（）

??

A．电阻中的电流方向由到

B．物块下落的最大加速度为

C．物块下落的最大速度为

D．通过电阻的电荷量为

4．如图所示，电阻不计且间距L=1m的光滑平行金属导轨所在平面与水平面成53°角，上端接一阻值R=2Ω的电阻，过虚线的竖直面的左侧方有磁感应强度B=1T、方向竖直向上的匀强磁场，现将质量m=0.2kg、电阻r=1Ω的金属杆ab从斜面上由静止释放，释放位置与虚线之间的距离为x=1m。金属杆在下落的过程中与导轨一直垂直，且保持良好接触，导轨足够长，g取10m/s2，sin53°=0.8。则（）

??

A．金属杆ab在整个运动过程机械能守恒

B．金属杆ab刚进入有界磁场时的速度大小为4m/s

C．金属杆ab刚进入有界磁场时的加速度大小为3.2m/s2

D．金属杆ab在磁场中运动的最大速度的大小为

考点二电磁感应现象中的能量问题

知识点1电磁感应现象中的能量转化

知识点2求解焦耳热Q的三种方法

知识点3能量转化问题的分析步骤

考向1电磁