2026高考物理复习课件 第十一章第4讲 专题：电磁感应中的动力学和能量问题

第十一章电磁感应第4讲专题：电磁感应中的动力学和能量问题 目录12考点一电磁感应中的动力学问题考点二电磁感应中的能量问题课时作业3 考点一电磁感应中的动力学问题 1．概述电磁感应现象中产生的感应电流在磁场中受到安培力的作用，从而影响导体棒(或线圈)的受力情况和运动情况。涉及安培力大小、方向的分析。 2．两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分析或结合功能关系进行分析 3．力学对象和电学对象的相互关系 例1(2025·湖北省高三上10月联考)舰载机返回航母甲板时有多种减速方式，如图所示为一种电磁减速方式的简要模型。固定在水平面上足够长的平行光滑导轨，左端接有定值电阻，整个装置处在匀强磁场中。现有一舰载机可等效为垂直于导轨的导体棒ab，以一定初速度水平向右运动，导体棒和导轨的电阻不计。则导体棒运动过程中，其速度v、加速度a随运动时间t的关系图像可能正确的是() 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．求解电磁感应中的焦耳热Q的三种方法 例4(人教版选择性必修第二册·第二章[复习与提高]B组T2改编)(多选)如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场，则下列说法正确的是()A．第二次与第一次进入时线圈中电流之比为2∶1B．第二次与第一次进入时外力做功的功率之比为2∶1C．第二次与第一次进入过程中通过线圈某横截面的电荷量之比为2∶1D．第二次与第一次进入时线圈中产生热量之比为2∶1 答案(1)4W(2)0．1m 课时作业 ［A组　基础巩固练］ 2．(2024·湖北省十堰市高三下4月二模)如图甲所示，电阻不计、间距为0.5m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为3Ω的定值电阻，虚线OO′下方存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为2T的匀强磁场。现将电阻为1Ω的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放，金属杆ab下落过程中始终水平且与导轨接触良好，其速度大小v与下落时间t的关系图像如图乙所示，取重力加速度大小g＝10m/s2。下列说法正确的是()A．金属杆进入磁场后a端的电势较高B．金属杆进入磁场后产生的电功率为8WC．金属杆进入磁场后两端的电压为4VD．金属杆的质量为0．1kg 4．(2022·上海高考)如图，一个正方形导线框以初速度v0向右穿过一个有界的匀强磁场。线框两次速度发生变化所用时间分别为t1和t2，这两段时间内克服安培力做的功分别为W1和W2，则()A．t1＜t2，W1＜W2B．t1＜t2，W1＞W2C．t1＞t2，W1＜W2D．t1＞t2，W1＞W2 6．如图所示，光滑绝缘水平面上嵌入一无限长通电直导线。一质量为0．02kg的金属片在该平面内以大小为v0＝2m/s、方向与电流方向成60°角的初速度滑出。则()A．圆形金属片最终将静止在水平面上的某处B．圆形金属片最终沿垂直导线方向做匀速直线运动C．圆形金属片所受安培力方向始终和运动方向相反D．圆形金属片中产生的电能最多为0．03J［B组　综合提升练］ 8．(2024·全国甲卷)(多选)如图，一绝缘细绳跨过两个在同一竖直面(纸面)内的光滑定滑轮，绳的一端连接一矩形金属线框，另一端连接一物块。线框与左侧滑轮之间的虚线区域内有方向垂直纸面的匀强磁场，磁场上下边界水平，在t＝0时刻线框的上边框以不同的初速度从磁场下方进入磁场。运动过程中，线框始终在纸面内且上下边框保持水平。以向上为速度的正方向，下列线框的速度v随时间t变化的图像中可能正确的是() 9．(2024·河北高考)如图，边长为2L的正方形金属细框固定放置在绝缘水平面上，细框中心O处固定一竖直细导体轴OO′。间距为L、与水平面成θ角的平行导轨通过导线分别与细框及导体轴相连。导轨和细框分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B。足够长的细导体棒OA在水平面内绕O点以角速度ω匀速转动，水平放置在导轨上的导体棒CD始终静止。OA棒在转动过程中，CD棒在所受安培力达到最大和最小时均恰好能静止。已知CD棒在导轨间的电阻值为R，电路中其余部分的电阻均不计，CD棒始终与导轨垂直，各部分始终接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为g。 (1)求CD棒所受安培力的最大值和最小值。(2)锁定OA棒，推动CD棒下滑，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。 10．如图所示，两平行金属导轨水平放入磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨左端接有一电容为C的平行板电容器。一质量为m的金属棒ab垂直放在导轨上，在水平恒力F的作用下从静止开始运动。棒与导轨接触良好，不计金属棒和导轨的电阻以及金属棒和导轨间的摩擦。求金属棒的加速度并分析金属棒的运动性质。［C组　拔尖培优练］