2019届高考物理一轮复习第十章 第4讲 电磁感应规律的综合应用(二)——动力学和能量、动量 Word版含答案
第4讲电磁感应规律的综合应用(二)——动力学和能量、动量板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】电磁感应现象中的动力学问题Ⅱ1．安培力的大小2．安培力的方向(1)先用右手定则或楞次定律确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向。
(2)根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向相反。
3．分析导体受力情况时，应做包含安培力在内的全面受力分析。
4．根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。
【知识点2】电磁感应现象中的能量问题Ⅱ1．电磁感应中的能量转化闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，通有感应电流的导体在磁场中受安培力。
外力克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能，通有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，使电能转化为其他形式的能。
2．实质电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和电能之间的转化。
板块二考点细研·悟法培优考点1 电磁感应中的动力学问题[解题技巧]导体棒的运动学分析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。
1．两种状态及处理方法2．力学对象和电学对象的相互关系3．动态分析的基本思路例1[2016·安徽模拟]如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b 间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。
质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。
初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。
整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触，弹簧的中心轴线与导轨平行。
(1)求初始时刻通过电阻R 的电流I 的大小和方向；(2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v ，求此时导体棒的加速度大小 a 。
(1)导体棒向上运动和向下运动过程中流过R 的电流方向相同吗？提示：不同。
(2)下降过程的牛顿第二定律。
提示：mg sin θ＋F 弹－F 安＝ma 。
尝试解答 (1)BL v 0R ＋r b →a (2)g sin θ－B 2L 2v m (R ＋r )。
(1)导体棒产生的感应电动势E 1＝BL v 0通过R 的电流大小I 1＝E 1R ＋r ＝BL v 0R ＋r电流方向为b →a 。
(2)导体棒产生的感应电动势为E 2＝BL v感应电流I 2＝E 2R ＋r ＝BL v R ＋r 导体棒受到的安培力大小F ＝BIL ＝B 2L 2v R ＋r，方向沿斜面向上。
根据牛顿第二定律有mg sin θ－F ＝ma解得a ＝g sin θ－B 2L 2v m (R ＋r )。
总结升华单棒切割磁感线的两种模型模型一：导体棒ab 先自由下落再进入匀强磁场，如图甲所示。
模型二：导体棒ab 沿光滑的倾斜导轨自由下滑，然后进入匀强磁场(磁场垂直于轨道平面)，如图乙所示。
两类模型中的临界条件是导体棒ab 受力平衡。
以模型一为例，有mg ＝F 安＝B 2l 2v 0R ，即v 0＝mgR B 2l 2。
若线框进入磁场时v >v 0，则线框先减速再匀速；若v <v 0，线框先加速再匀速(都假设线框和磁场区域长度足够长)。
[跟踪训练] (多选)如图所示，相距L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R ，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B 。
将质量为m 的导体棒由静止释放，当速度达到v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P ，导体棒最终以2v 的速度匀速运动。
导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g 。
下列选项正确的是( )A ．P ＝2mg v sin θB ．P ＝3mg v sin θC ．当导体棒速度达到v 2时加速度大小为g 2sin θ D ．在速度达到2v 以后的匀速运动过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功答案 AC解析 当导体棒第一次匀速运动时，沿导轨方向有mg sin θ＝B 2L 2v R ；当导体棒第二次匀速运动时，沿导轨方向有F ＋mg sin θ＝2B 2L 2v R ，两式联立解得F ＝mg sin θ，此时拉力F 的功率P＝F ×2v ＝2mg v sin θ，选项A 正确，B 错误；当导体棒的速度达到v 2时，沿导轨方向有mg sin θ－B 2L 2v 2R ＝ma ，解得a ＝12g sin θ，选项C 正确；导体棒的速度达到2v 以后，拉力与重力的合力所做的功全部转化为R 上产生的焦耳热，选项D 错误。
考点2 电磁感应中的能量问题 [解题技巧]1．能量转化及焦耳热的求法(1)能量转化(2)求解焦耳热Q 的三种方法2．电能求解的三种主要思路(1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；(2)利用能量守恒或功能关系求解；(3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算。
3．解题的一般步骤(1)确定研究对象(导体棒或回路)；(2)弄清电磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互转化；(3)根据能量守恒定律列式求解。
例2 将一斜面固定在水平面上，斜面的倾角为θ＝30°，其上表面绝缘且斜面的顶端固定一挡板，在斜面上加一垂直斜面向上的匀强磁场，磁场区域的宽度为H ＝0.4 m ，如图甲所示，磁场边界与挡板平行，且上边界到斜面顶端的距离为x ＝0.55 m 。
将一通电导线围成的矩形导线框abcd 置于斜面的底端，已知导线框的质量为m ＝0.1 kg ，导线框的电阻为R ＝0.25 Ω，ab 的长度为L ＝0.5 m 。
从t ＝0时刻开始在导线框上加一恒定的拉力F ，拉力的方向平行于斜面向上，使导线框由静止开始运动，当导线框的下边与磁场的上边界重合时，将恒力F 撤走，最终导线框与斜面顶端的挡板发生碰撞，碰后导线框以等大的速度反弹，导线框沿斜面向下运动。
已知导线框向上运动的v -t 图象如图乙所示，导线框与斜面间的动摩擦因数为μ＝33，整个运动过程中导线框没有发生转动，且始终没有离开斜面，g ＝10 m/s 2。
(1)求在导线框上施加的恒力F 以及磁感应强度的大小；(2)若导线框沿斜面向下运动通过磁场时，其速度v 与位移s 的关系为v ＝v 0－B 2L 2mRs ，其中v 0是导线框ab 边刚进入磁场时的速度大小，s 为导线框ab 边进入磁场区域后对磁场上边界的位移大小，求整个过程中导线框中产生的热量Q 。
(1)由图乙的v -t 图可求出什么？提示：加速度。
(2)在图乙中0.4 s 以后有一段匀速直线运动，说明什么问题？提示：导线框进入磁场区域后以2 m/s 的速度匀速运动，受力平衡。
(3)安培力做功与焦耳热的关系？提示：克服安培力做功等于回路中产生的电能，如果是纯电阻电路，也等于回路中总的焦耳热。
尝试解答 (1)1.5_N__0.50_T__(2)0.45__J 。
(1)由v -t 图象可知，在0～0.4 s 时间内导线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v 1＝2.0 m/s ，所以在此过程中的加速度a ＝Δv Δt＝5.0 m/s 2 由牛顿第二定律有F －mg sin θ－μmg cos θ＝ma解得F ＝1.5 N由v -t 图象可知，导线框进入磁场区域后以速度v 1做匀速直线运动通过导线框的电流I ＝E R ＝BL v 1R导线框所受安培力F 安＝BIL对于导线框匀速运动的过程，由力的平衡条件有F ＝mg sin θ＋μmg cos θ＋B 2L 2v 1R解得B ＝0.50 T 。
(2)导线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v 1匀速穿出磁场，说明导线框的宽度等于磁场的宽度H ，导线框ab 边离开磁场后做匀减速直线运动，在导线框到达挡板时的位移为x 0＝x －H ＝0.15 m设导线框与挡板碰撞前的速度为v 2，由动能定理，有－mg (x －H )sin θ－μmg (x －H )cos θ＝12m v 22－12m v 21 解得v 2＝v 21－2g (x －H )(sin θ＋μcos θ)＝1.0 m/s导线框碰挡板后速度大小仍为v 2，导线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，即mg sin θ＝μmg cos θ＝0.50 N ，因此导线框与挡板碰撞后向下做匀速直线运动，ab 边刚进入磁场时的速度为v 2＝1.0 m/s ；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，设导线框全部离开磁场区域时的速度为v 3由v ＝v 0－B 2L 2mR s 得v 3＝v 2－2B 2L 2H mR ＝－1.0 m/s因v 3<0，说明导线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，导线框受力平衡，所以导线框将静止在磁场中某位置导线框向上运动通过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q 1＝I 2Rt ＝2B 2L 2H v 1R ＝0.40 J 导线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q 2＝12m v 22＝0.05 J 所以Q ＝Q 1＋Q 2＝0.45 J 。
总结升华电磁感应现象中能量的计算(1)回路中电流稳定可利用电路知识，由W ＝UIt ，Q ＝I 2Rt 直接计算。
(2)若电流变化利用安培力做功、功能关系解决。
[跟踪训练] 如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l ＝0.5 m ，左端接有阻值R ＝0.3 Ω的电阻。
一质量m ＝0.1 kg 、电阻r ＝0.1 Ω的金属棒MN 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B ＝0.4 T 。
棒在水平向右的外力作用下由静止开始以a ＝2 m/s 2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x ＝9 m 时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝2∶1。
导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，求：(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R 的电荷量q ；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q 2；(3)外力做的功W F 。
答案 (1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J解析 (1)设金属棒做匀加速运动的时间为Δt ，回路中磁通量的变化量为ΔΦ，回路中产生的平均感应电动势为E ，则由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt，其中ΔΦ＝Blx 设回路中的平均电流为I ，则由闭合电路欧姆定律得I ＝ER ＋r 通过电阻R 的电荷量q ＝I Δt联立以上各式，代入数据解得q ＝4.5 C 。
(2)设撤去外力时棒的速度为v ，在棒做匀加速运动的过程中，由运动学公式得 v 2＝2ax 设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做的功为W ，由动能定理得W ＝0－12m v 2 撤去外力后回路中产生的焦耳热Q 2＝－W代入数据解得Q 2＝1.8 J 。
高中物理高考 高考物理一轮复习专题课件 专题10+电磁感应(全国通用)
【典例2】 (2015·辽宁葫芦岛六校联考)(多选)如图所示，水平放 置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左 边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动. 则PQ所做的运动可能是( )
A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动
解析 MN 向右运动，说明 MN 受到向右的安培力，因为 ab 在 MN 处的磁场 垂 直 纸 面 向 里 左―手―定→则 MN 中 的 感 应 电 流 由 M→N安―培―定→则L1 中感应电流的磁 场 方 向 向 上 楞―次―定→律 LL22中 中磁 磁场 场方 方向 向向 向上 下减 增弱 强；若 L2 中磁场方向向上减弱安―培―定→则 PQ 中电流为 Q→P 且减小右―手―定→则向右减速运动；若 L2 中磁场方向向 下增强安―培―定→则PQ 中电流为 P→Q 且增大右―手―定→则向左加速运动.
ΔΦ
E 的大小由 Δt 和线圈的匝数共同决定.
【特别提示】 (1)E 的大小与 Φ、ΔΦ的大小无必然联系. (2)Φ＝0 时，ΔΔΦt 不一定为零.
【典例3】 如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈 平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝1.0 m、bc＝ 0.5 m，电阻r＝2 Ω.磁感应强度B在0～1 s内从零均匀变化到0.2 T. 在1～5 s内从0.2 T均匀变化到－0.2 T，取垂直纸面向里为磁场的 正方向.求：
(1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向； (2)在1～5 s内通过线圈的电荷量q； (3)在0～5 s内线圈产生的焦耳热Q.
审题指导 (1)0～1 s内谁引起线圈中的磁通量发生变化？
(2)感应电动势的计算公式E＝ .
2019届高考一轮复习物理(经典版)课件：第10章 电磁感应10-1
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板块一
板块二
板块三
高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
A.ab 向右运动，同时 θ 角减小 B.使磁感应强度 B 减小，同时 θ 角也减小 C.ab 向左运动，同时增大磁感应强度 B D.ab 向右运动，同时增大磁感应强度 B 和夹角 θ(0° <θ<90° )
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10 感应电流 □
。
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5.能量转化 发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为 11 电能 。 □ 【知识点 3】 1.楞次定律 (1)内容： 感应电流产生的磁场总要 电流的 楞次定律 Ⅱ
阻碍
引起感应
磁通量 的变化。 磁通量 变化的情况。Leabharlann (2)适用范围：适用于一切回路
比值 ， 即
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【知识点 2】 时，电路中有 (1)电路 (2)磁通量
电磁感应现象
Ⅰ
1.电磁感应现象：当闭合电路的 2.产生感应电流的条件
磁通量
发生改变
感应电流 产生的现象。 闭合 变化
。 。
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高考一轮总复习 ·物理 （经典版）
解析
设此时回路的面积为 S，由题意得磁通量 Φ＝
BScosθ，对选项 A，S 增大，θ 减小，cosθ 增大，则 Φ 增大， 故选项 A 正确；对选项 B，θ 减小，cosθ 增大，又 B 减小， 故 Φ 可能不变，选项 B 错误；对选项 C，S 减小，B 增大， Φ 可能不变，故选项 C 错误；对选项 D，S 增大，B 增大， θ 增大，cosθ 减小，Φ 可能不变，故选项 D 错误。
高考物理一轮总复习教学课件(人教版)：专题9 电磁感应规律的综合应用 (共37张PPT)
问题类型
(1)由给定的电磁感应过程选择图象或画出图象 (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量
应用知识
左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感 应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、函数图象知识等
2.突破策略 对图象的分析，应做到“四明确一理解”，即： (1)明确图象所描述的物理意义；明确各种“＋”、“－”的含义；明确 斜率的含义；明确图象和电磁感应过程之间的对应关系。
解析
变式训练
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2.(多选)如图所示，PN 与 QM 两平行金属导轨相距 1 m，电阻不计，两端分别
接有电阻 R1和 R2，且 R1＝6 Ω，ab 杆的电阻为 2 Ω，在导轨上可无摩擦地
滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为 1 T。现 ab 以恒定速度
v＝3 m/s 匀速向右移动，这时 ab 杆上消耗的电功率与 R1、R2 消耗的电功率
解析：ab 棒做加速度减小的加速运动，当 mg＝μFN 时开始匀速运动。对
ab
棒，水平方向
Байду номын сангаас
FN＝F
安＝BIL，又
I＝B2LRv，v＝at，代入解得
2mgR
t＝μB2L2a。
方法技巧
用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题
变式训练
如图所示，光滑斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边
之和相等。则( )
A．R2＝6 Ω
B．R1上消耗的电功率为 0.375 W
C．a、b 间电压为 3 V
D．拉 ab 杆水平向右的拉力为 0.75 N
解析
考点三 电磁感应中的动力学问题
高考物理一轮总复习 必修部分 第9章 电磁感应 第4讲 电磁感应规律的综合应用(二)-动力学和能量课
A.S 断开时，金属棒沿导轨下滑的加速度为2xh21gs
B.S 闭合时，金属棒刚离开轨道时的速度为 x2
g 2h
C.电阻 R 上产生的热量 Q＝m4hg(x21－x22) ′一定在 AA′的上方
解析 由平抛运动知识可知，S 断开时，由 h＝12gt2，x1＝v1t，v21＝2a1s，可得 v1＝x1 2gh，a1＝4xh21gs，
A 错误；同理可得闭合开关 S，v2＝x2 2gh，B 正确；故电阻 R 上产生的热量 Q＝12mv21－12mv22＝m4hg(x21－ x22)，C 正确；因为金属棒仍落到水平面上的 EE′处，说明平抛时初速度与从 AA′处由静止开始滑下到 底端时速度相同，因此 CC′可能在 AA′处，故 D 错误。
A.速度大小是2mBg2rLsi2nθ C.加速度大小是 2gsinθ
B．速度大小是mBgr2sLi2nθ D．加速度大小是 0
解析 由静止释放后 cd 棒沿斜面向下做加速运动，随着速度的增大，E＝BLv 变大，I＝2Er也变大，F ＝BIL 也变大，对 ab 棒，当 T＝2mgsinθ＝mgsinθ＋BIL 时细线刚好被拉断，此时 v＝2mBg2rLsi2nθ，cd 棒这时 向上的安培力与沿斜面向下的重力的分力平衡，加速度大小是 0，故选项 A、D 正确，B、C 错误。
2.[在电磁感应中的动力学问题] (多选)如图所示，MN、PQ 是与水平面成 θ 角的两条平行光滑且足够长 的金属轨道，其电阻忽略不计。空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。导体 棒 ab、cd 垂直于轨道放置，且与轨道接触良好，每根导体棒的质量均为 m，电阻均为 r，轨道宽度为 L， 与轨道平行的绝缘细线一端固定，另一端与 ab 棒中点连接，细线承受的最大拉力 Tm＝2mgsinθ。今将 cd 棒由静止释放，则细线被拉断时，cd 棒的( )
高考物理一轮复习 专题十 电磁感应 考点4 电磁感应的综合应用课件
5．关于电磁感应中“收尾速度”及收尾情况的分析
(1)收尾速度的表达式 如图甲所示，导体棒 ab 在恒定外力 F 作用下，从静止开始沿光滑导轨做切割磁感线运动。已知磁感 应强度为 B，导体棒长度为 l，电阻为 r，定值电阻为 R，其他电阻不计，则收尾速度 vm＝FBR2＋l2 r。 若导体棒质量为 m，与导轨间的动摩擦因数为 μ，则同理有 vm′＝F－μmB2gl2R＋r。
专题十 电磁感应
考点四 电磁感应的综合应用
撬点·基础点 重难点
基础点
知识点 1 电磁感应中的动力学问题 1．安培力的大小
安培力公式：FA＝BIl
感应电动势：E＝Blv 感应电流：I＝RE
⇒FA＝B2Rl2v
2．安培力的方向 (1)用左手定则判断：先用 右手 定则判断感应电流的方向，再用 左手 定则判定安培力的方向。 (2)用楞次定律判断：安培力的方向一定与导体切割磁感线的运动方向 相反 (选填“相同”或“相 反”)。 3．安培力参与物体的运动：导体棒(或线框)在安培力和其他力的作用下，可以做加速运动、减速运动、 匀速运动、静止或做其他类型的运动，可应用动能定理、牛顿运动定律等规律解题。
3．求解电磁感应中的能量转化问题所选用解题规律 (1)动能定理：合外力(包含安培力)所做的功等于导体棒动能的增量。 (2)能量转化和守恒定律 ①判断选定的系统在某一过程中能量是否守恒。 ②分析该过程中能量形式，哪种能量增加，哪种能量减少。 ③增加的能量等于减少的能量。
(3)借助功能关系图分析电磁感应中的能量问题。 理顺功能关系是分析电磁感应中能量转化问题的关键，下面以如图所示的情景为例说明。图中倾角为 θ 的导轨不光滑，外力 F 拉着导体棒向上加速垂直切割磁感线，导体棒质量为 m，电阻为 r。导体棒运动 过程的功能关系如图所示。
人教版高考物理一轮总复习精品课件 第十章 电磁感应 第2节 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
是否违背了能量守恒定律?小灯泡消耗的电能是从何处获得的?
答案 线圈中有电流时,线圈就具有了磁场能,断开开关后,线圈相当于电源,
线圈中所储存的磁场能转化为电能,给灯泡提供能量,这一现象并不违背能
量守恒定律。
4.磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,指针也固定在
铝框上。铝框的作用是什么?
答案 假定仪表工作时指针向右转动,铝框中有感应电流,铝框要受到安培
第十章
第2节 法拉第电磁感应定律
自感 涡流
内
容
索
引
01
强基础 增分策略
02
增素能 精准突破
强基础 增分策略
一、法拉第电磁感应定律
1.感应电动势
电磁感应现象
(1)概念:在
中产生的电动势。
磁通量 发生改变,与电路是否闭合 无关 。
(3)方向判断:感应电动势的方向用 楞次定律 或 右手定则 判断。
(2)产生条件:穿过回路的
力阻碍指针向右偏转,起到减缓的作用,防止打坏指针。
增素能 精准突破
考点一
法拉第电磁感应定律的应用[师生共研]
1.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率
Δ
Δ
的比较
物理量
磁通量 Φ
磁通量的变化量 ΔΦ
Φ
磁通量的变化率 t
意义
某时刻穿过某
个面的磁感线
的条数
某段时间内穿过某个
面的磁通量变化多少
乙所示。则在t=0到t=t1的时间间隔内(
A.圆环所受安培力的方向始终不变
B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
0
C.圆环中的感应电流大小为4
0
π0 2
D.圆环中的感应电动势大小为 4
人教版高中物理一轮复习课件：9.4电磁感应规律的综合应用(二)(动力学和能量)
【解题指南】解答本题应把握以下三点： (1)根据初状态两杆静止计算F的大小. (2)回路中的感应电动势应为两金属杆切割磁感线产生的感应电 动势之和. (3)分析两杆达到最大速度时杆的受力情况，进而列出相关方程.
【自主解答】(1)设任意时刻MN、M′N′杆的速度分别为v1、v2.
细线烧断前：F=mg+2mg
v1
4mgR 3B2l 2
，v2
2mgR 3B2l 2
答案：(1)2∶1 (2) 4mgR
3B2l 2
2mgR 3B2l 2
【总结提升】两个提醒 (1)基本思路：导体受外力作用→感应电动势→感应电流→导体 受安培力→合力变化→加速度变化→速度变化→临界状态.
(2)两种常见类型
类型
“电—动—电”型
1.安培力的两种作用 (1)导体棒由于通电而运动时，安培力是动力. (2)由于导体棒的运动而产生感应电流，则磁场对导体棒的安培 力为阻力.
2.导体棒的两种状态 (1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态. 处理方法：根据平衡条件列方程求解. (2)导体处于非平衡态——加速度不为零. 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分 析.
A.t秒内AB棒所受安培力方向水平向左且逐渐增大
B.t秒内AB棒做加速度逐渐减小的加速运动
C.t秒内AB棒做匀加速直线运动 D.t秒末外力F做功的功率为 2Fx
t
【解析】选A、B.由右手定则可知棒AB中感应电流的方向是由B
到A，再由左手定则可判断棒AB所受安培力的方向水平向左，根 据安培力的表达式F安= B2l2可v 知，安培力逐渐增大，A正确； 由牛顿第二定律 F B2l2v可R知ma，棒AB做加速度逐渐减小的
电磁感应中动力学临界问题的求解方法 【例证1】(2011·海南高考)如图，ab和 cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨， MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆， 其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作 用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与 导轨接触； 两杆的总电阻为R，导轨间距为l.
2019年高考物理一轮复习 第十章 第4讲 电磁感应规律的综合应用(二)——动力学和能量、动量
第4讲电磁感应规律的综合应用(二)——动力学和能量、动量板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】电磁感应现象中的动力学问题Ⅱ1．安培力的大小2．安培力的方向(1)先用右手定则或楞次定律确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向。
(2)根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向相反。
3．分析导体受力情况时，应做包含安培力在内的全面受力分析。
4．根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。
【知识点2】电磁感应现象中的能量问题Ⅱ1．电磁感应中的能量转化闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，通有感应电流的导体在磁场中受安培力。
外力克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能，通有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，使电能转化为其他形式的能。
2．实质电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和电能之间的转化。
板块二考点细研·悟法培优考点1电磁感应中的动力学问题[解题技巧]导体棒的运动学分析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。
1．两种状态及处理方法2．力学对象和电学对象的相互关系3．动态分析的基本思路例1 [2016·安徽模拟]如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。
质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。
初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。
整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触，弹簧的中心轴线与导轨平行。
(2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a。
(1)导体棒向上运动和向下运动过程中流过R的电流方向相同吗？提示：不同。
(2)下降过程的牛顿第二定律。
提示：mg sin θ＋F 弹－F 安＝ma 。
2019版高考物理一轮复习第十章电磁感应课后分级演练30电磁感应定律的综合应用.docx
课后分级演练（三十）电磁感应定律的综合应用【A级一一基础练】1.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空I'可激发感生电场.如图所示，一个半径为/的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场〃,环上套一带电荷量为+ g的小球.已知磁感应强度〃随时间均匀增加，其变化率为乩若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是（）1 9A.0B.尹酬C. 2 兀rqkD. n rqk解析：D变化的磁场产生的感生电动势为E=¥*=k"小球在环上运动一周感生电场对其所做的功*= qE= qk只*, D项正确，A、B、C项错误.2.（2017 •河南名校联考）如图所示，两条足够长的平行金属导轨水平放置，导轨的一端接有电阻和开关，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场的方向与导轨平面垂直，金属杆M置于导轨上.当开关S断开时，在杆"上作用一水平向右的恒力F,使杆“向右运动进入磁场，一段时间后闭合开关并开始计时，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，y、A F、曰分别表示金属杆在运动过程中的速度、感应电流、安培力、加速度.下列图象中一定错误的是（）解析：C当开关闭合时，整个回路有感应电流，金属杆臼方将受到安培力的作用，若恒力尸等于安培力，则金属杆臼方做匀速运动，产生的感应电流不变，B正确；若恒力尸大于安培力，则金属杆必先做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，加速度为零，D正确; 若恒力尸小于安培力，则金属杆"先做加速度减小的减速运动，最后做匀速运动，A正确; 金属杆必在运动过程中受到的安培力尸=BiL=l^L=^L.由以上分析可知C错误.3.如图所示，线圈匝数为刀，横截面积为$线圈电阻为八处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k（k>0），磁场方向水平向右且与线圈平面垂直.上、下两极板水平放置的电容器，极板间距为也电容为C在电容器两极板之间有一质量为刃的带电微粒P处于静止状态，两个电阻的阻值分别为于和21；则下列说法正确的是（）A.戶帯负电，电荷量曦B."带正电，电荷量为鬻C.P带负电，电荷量为燈D.P带正电，电荷量为鵲解析：C闭合线圈与阻值为厂的电阻形成闭合回路，线圈相当于电源，电容器两极板间的电压等于路端电压；线圈产生的感应电动势为厂=/7冷|=刃必，路端电压字, 对带电微粒有占飓，即？=需根据楞次定律可知，电容器上极板带正电，所以微粒P 带负电.选项C正确.4.如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方 .、、、、匀速、、向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，磁场仅限于虚线边界所围的抄JL'乞〉区域，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上，若取顺时针方向为电流的止方向，则金属框穿过磁场的过程屮感应电流/随时间t变化的图象是（）解析：C在金属框进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针，金属框切割磁感线的有效长度线性增大，排除A、B；在金属框出磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向, 金属框切割磁感线的有效长度线性减小，排除D,故C正确.5.（多选）如图甲所示，光滑绝缘水平面，虚线的右侧存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=2 T的匀强磁场，恵V的左侧有一质量为/77=O. 1 kg的矩形线圈bcde,方c边长厶= 0.2m,电阻斤=2 Q. t=0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过Is,线圈的比边到达磁场边界就V；此时立即将拉力尸改为变力，又经过Is,线圈恰好完全进入磁场，在整个运动过程中，线圈中感应电流,随时间方变化的图彖如图乙 所示，则（）解析：C 设经过吋间&则W 点距。
高考物理一轮复习 第十章 专题九 电磁感应规律的综合应用(二)课件
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突破 2 电磁感应中的动量问题
1．动量定理在电磁感应现象中的应用 导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀
变速直线运动时，安培力的冲量为：I 安＝B I Lt＝BLq，通过导体
棒或金属框的电荷量为：q＝ I Δt＝ E Δt＝n ΔΦ Δt＝nΔΦ，磁通
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[审题指导] 由方向的合理性可直接排除错误选项，如果需要，再 定量分析电流大小的变化情况确定正确选项．
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【解析】 本题考查右手定则、E＝BLv.由右手定则可判定， 线框向左移动 0～2l 过程，回路中电流方向为顺时针，由 E＝2BLv 可知，电流 i 为定值；线框向左移动2l ～l 过程，线框左、右两边 产生的感应电动势相抵消，回路中电流为零．线框向左移动 l～32 l 过程，回路中感应电流方向为逆时针．由上述分析可见，选项 D 正确．
第十章
电磁感应(diàncí-gǎnyìng)
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专题九 电磁感应规律的综合(zōnghé)应用(二)
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突破 1 电磁感应中的图象问题
1．图象类型 借助图象考查电磁感应的规律是高考的热点，此类题目一般 分为两类： (1)由给定的电磁感应过程选择正确的图象． (2)由给定的图象分析电磁感应过程，定性或定量求解相应的 物理量或推断出其他图象． 常见的图象有 Φ-t、E-t、i-t、U-t、q-t、F-t、P-t 等图象．
线如图乙所示．已知线框质量 m＝1 kg，电阻 R＝2 Ω，则( AB )