物理一轮复习课件： 电磁感应中动力学、动量和能量问题
关
课
键
后
能
限
力
时
全 突
集
破
训
返 首 页
[跟进训练]
电磁感应中的平衡问题
关
1.(2016·全国卷Ⅰ)如图所示，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上 课
键
后
能 力
沿相连。两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质
限 时
全
突 破
量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回
集 训
时
全 突
集
破
训
(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；
(2)金属棒运动速度的大小。
返 首 页
[解析](1)设导线的张力的大小为T，右斜面对ab棒的支持力的大
小为N1，作用在ab棒上的安培力的大小为F，左斜面对cd棒的支持
关
课
键 能
力大小为N2。对于ab棒，由力的平衡条件得
后 限
力
全 突
2mgsin θ＝μN1＋T＋F
棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触
发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝
0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)。求：
关
课
键
后
能
限
力
时
全 突
集
破
训
返 首 页
(1)CD棒进入磁场时速度v的大小；
关
课
键 能
(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；
集 训
据能量守恒定律，金属杆从刚进入磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ过程动能
变化量为0，重力做功为2mgd，则金属杆穿过磁场Ⅰ产生的热量Q1
返 首 页
＝2mgd，而金属杆在两磁场区域的运动情况相同，产生的热量相
等，所以金属杆穿过两磁场产生的总热量为Q2＝2×2mgd＝4mgd，
关 选项C正确；金属杆刚进入磁场Ⅰ时的速度v＝ 2gh ，进入磁场Ⅰ 课
限 时
全 突 破
磁场的宽度x1＝1 m；在cd连线以下区域有一个方向也垂直于导轨平
集 训
面向下的磁场Ⅱ，磁感应强度B1＝0.5 T。一个质量为m＝1 kg的金
属棒垂直放在金属导轨上，与导轨接触良好，金属棒的电阻r＝0.2
返 首 页
Ω，若金属棒在离ab连线上端x0处自由释放，则金属棒进入磁场 Ⅰ
恰好做匀速运动。金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef时又达到稳定状
键
后
能 力
静止开始运动。t0 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 B、方向垂直
限 时
全 突 破
于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆
集 训
与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之
间的动摩擦因数为 μ。重力加速度大小为 g。求：
返 首 页
关
课
键
后
能
限
力
时
全 突
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；
路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面
上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为
返 首 页
B，方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中，回路电
阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为
关 g。已知金属棒ab匀速下滑。求：
课
键
后
能
限
力
限
力
时
全 突
金属棒所受合力F＝mgsin θ－F安
ห้องสมุดไป่ตู้
集
破
训
根据牛顿第二定律有F＝ma
解得I＝mgsidnBθ－a。 返 首 页
(3)金属棒的运动时间t＝va，
关
通过的电荷量Q＝It
课
键
后
能 力 全
解得Q＝mgsin
θ－a dBa
2as。
突
限 时 集
破
训
[答案](1) 2as
mgsin θ－a
返 首 页
电磁感应中的能量问题 [讲典例示法]
关
课
键
1．电磁感应中的能量转化
后
能
限
力
时
全 突
集
破
训
返 首 页
2．求解焦耳热Q的三种方法
关
课
键
后
能
限
力
时
全 突
集
破
训
返 首 页
3．求解电磁感应现象中能量问题的一般步骤
(1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路
关
课
键 能
将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源。
键
后
能
力 全
时产生的感应电动势E＝BLv，感应电流I＝
突
E R
限
，所受安培力F＝ 时 集
破
训
BIL，由于金属杆刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向上，所以安培
力大于重力，即F>mg，联立解得h>m2B2g4LR42，选项D错误。]
返 首 页
2.如图所示，凸字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，
且处于同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为2l，ab与cd平行，间距
限 时
全
突 破
v＝at0
集
②
训
当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律得
杆中的电动势为
返 首 页
关
E＝Blv
键
能
联立①②③式可得
力
全
突 破
E＝Blt0mF－μg。
③
课
后
限
时
集
④
训
返 首 页
(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为I， 根据欧姆定律
关 键
I＝ER
为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平
关
课
键 能
面。开始时，cd边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从cd
后 限
力 全 突
边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动，在ef、pq边离
时 集
破 开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框完全穿过磁 训
集
破
训
(2)电阻的阻值。
返 首 页
思路点拨：分别画出金属杆进入磁场前、后的受力示意图，有
助于快速准确的求解问题。
关
课
键
后
能
限
力
时
全 突
集
破
训
甲
乙
返 首 页
[解析](1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定
律得
关
F－μmg＝ma
键
①
课
后
能 力
设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有
课 后
能
限
力 全
ε＝BLv
突
破
式中，v是ab棒下滑速度的大小。由欧姆定律得
⑦
时
集
训
I＝Rε
⑧
返 首 页
联立⑤⑥⑦⑧式得
关 键
v＝(sin θ－3μcos θ)mB2gLR2。
能
力
全 突
[答案](1)mg(sin θ－3μcos θ)
破
(2)(sin
θ－3μcos
mgR θ)B2L2
⑨
课
后
限
时
集
训
返 首 页
破
N1＝2mgcos θ
①
时 集
训
②
对于cd棒，同理有
返 首 页
mgsin θ＋μN2＝T
关
键 能
N2＝mgcos θ
力
全
联立①②③④式得
突
破
F＝mg(sin θ－3μcos θ)。
③ 课
④
后
限
时
集
训
⑤
返 首 页
(2)由安培力公式得
F＝BIL
⑥
关 键
这里I是回路abdca中的感应电流。ab棒上的感应电动势为
关 键 能
力全突第4节
破
第十章 电磁感应
课
后
限
电磁感应中动力学、动量和能量问题
时 集
训
返 首 页
关 键
关键能力全突破
课 后
能
限
力
时
全 突
集
破
训
返 首 页
电磁感应中的动力学问题 [讲典例示法]
关
1．两种状态及处理方法
课
键
能 状态
特征
后
处理方法
限
力
时
全 突
平衡态
加速度为零 根据平衡条件列式分析
集
破
训
能
力 全
式中R为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为
突
破
f＝BlI
因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得
⑤
课
后
限
时
集
⑥
训
F－μmg－f＝0
⑦
返 首 页
联立④⑤⑥⑦式得
关
键 能 力
R＝B2ml2t0。
全
突 破
[答案](1)Blt0mF－μg (2)B2ml2t0
课
后
⑧
限
时
集
训
返 首 页
用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题
关 态，cd与ef之间的距离x2＝8 m。求：(g取10 m/s2)
课
合集下载
高考物理一轮复习104电磁感应中的动力学和动量能量综合问题课件
2021/12/13
第三十三页，共五十八页。
[解题指导] 解答本题时应从以下两点进行分析： (1)把圆盘理解成“同心圆周导线”和“辐条”切割模型． (2)将实际问题转化为等效电路(各个电源并联，总电动势等于 一个电源的电动势)．
2021/12/13
第三十四页，共五十八页。
[解析] 设圆盘的半径为 r，圆盘转动的角速度为 ω，则圆盘转 动产生的电动势为 E＝12Br2ω，可知转动的角速度恒定，电动势恒 定，电流恒定，A 项正确；根据右手定则可知，从上向下看，圆盘 顺时针转动，圆盘中电流由边缘指向圆心，即电流沿 a 到 b 的方向 流动，B 项正确；圆盘转动方向不变，产生的电流方向不变，C 项 错误；若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电动势变为原来的 2 倍，电流变为原来的 2 倍，由 P＝I2R 可知，电阻 R 上的热功率变 为原来的 4 倍，D 项错误．
[答案]
(1)2∶9
(2)1.2 J
7 (3)12 m
2021/12/13
第三十一页，共五十八页。
题型 2 导体棒转动切割磁感线问题 [典例 4] (2016·全国卷Ⅱ)(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如 图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P、Q 分别与圆盘的 边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B 中．圆盘旋 转时，关于流过电阻 R 的电流，下列说法正确的是( AB )
2021/12/13
第四页，共五十八页。
突破 电磁感应中的动力学问题 1．导体的两种运动状态 (1)导体的平衡状态——静止状态或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件(合力等于零)列式分析． (2)导体的非平衡状态——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．
高考物理一轮复习4：专题十 电磁感应中的动力学和能量问题优质课件
右拉动的过程中，下列说法正确的是( C )
A．恒力F做的功等于电路产生的电能 B．恒力F和摩擦力的合力做的功等于 电路中产生的电能 C．克服安培力做的功等于电路中产生的电能 D．恒力F和摩擦力的合力做的功小于电路中产生的电能 和棒获得的动能之和
电磁感应中的动力学问题分析
1．导体的两种运动状态 (1)导体的平衡状态——静止状态或匀速直线运动状态． (2)导体的非平衡状态——加速度不为零．
2．安培力做功和电能变化的对应关系 “外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式 的能转化为电能；安培力做多少功，就有多少电能 转化为其他形式的能．
1. (单选)如图所示，在一匀强磁场中有一U形导体框 bacd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R 为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆，它可以在ab 、cd上无摩擦地滑动，杆ef及线框中导体的电阻都可
典例 如图甲所示，相距L＝0.5 m、电阻不计的两根长 金属导轨，各有一部分在同一水平面上，另一部分沿竖 直面．质量均为m＝50 g、电阻均为R＝1.0 Ω的金属细 杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间 的动摩擦因数μ＝0.5.整个装置处于磁感应强度大小B＝ 1.0 T、方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在水平拉力 F作用下沿导轨向右运动时，从t＝0时刻开始释放cd杆 ，cd杆的vcd—t图象如图乙所示(在0～1 s和2 s～3 s内， 图线为直线)．
2．导体处于平衡状态的分析思路 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的 大小和方向． (2)由闭合电路欧姆定律确定回路中的电流． (3)分析导体的受力情况． (4)由平衡条件列方程求解． 3．导体做变加速运动，最终趋于稳定状态的分析思路 (1)做好受力分析和运动状态分析 导体受力→速度变化→产生变化的感应电动势→产生变 化的感应电流→导体受变化的安培力作用→合外力变化 →加速度变化→速度变化→感应电动势变化……最终加 速度等于零,导体达到稳定运动状态．
A．恒力F做的功等于电路产生的电能 B．恒力F和摩擦力的合力做的功等于 电路中产生的电能 C．克服安培力做的功等于电路中产生的电能 D．恒力F和摩擦力的合力做的功小于电路中产生的电能 和棒获得的动能之和
电磁感应中的动力学问题分析
1．导体的两种运动状态 (1)导体的平衡状态——静止状态或匀速直线运动状态． (2)导体的非平衡状态——加速度不为零．
2．安培力做功和电能变化的对应关系 “外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式 的能转化为电能；安培力做多少功，就有多少电能 转化为其他形式的能．
1. (单选)如图所示，在一匀强磁场中有一U形导体框 bacd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R 为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆，它可以在ab 、cd上无摩擦地滑动，杆ef及线框中导体的电阻都可
典例 如图甲所示，相距L＝0.5 m、电阻不计的两根长 金属导轨，各有一部分在同一水平面上，另一部分沿竖 直面．质量均为m＝50 g、电阻均为R＝1.0 Ω的金属细 杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间 的动摩擦因数μ＝0.5.整个装置处于磁感应强度大小B＝ 1.0 T、方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在水平拉力 F作用下沿导轨向右运动时，从t＝0时刻开始释放cd杆 ，cd杆的vcd—t图象如图乙所示(在0～1 s和2 s～3 s内， 图线为直线)．
2．导体处于平衡状态的分析思路 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的 大小和方向． (2)由闭合电路欧姆定律确定回路中的电流． (3)分析导体的受力情况． (4)由平衡条件列方程求解． 3．导体做变加速运动，最终趋于稳定状态的分析思路 (1)做好受力分析和运动状态分析 导体受力→速度变化→产生变化的感应电动势→产生变 化的感应电流→导体受变化的安培力作用→合外力变化 →加速度变化→速度变化→感应电动势变化……最终加 速度等于零,导体达到稳定运动状态．
高三总复习物理课件 电磁感应中的动力学、能量和动量问题
电磁感应中的动力学、能量和动量问题
01
着眼“四翼” 探考点
题型·规律·方法
02
聚焦“素养” 提能力
巧学·妙解·应用
01
着眼“四翼” 探考点
题型·规律·方法
考点一 电磁感应中的动力学问题[互动共研类] 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
分析有 mg－BR2l阻2v＝ma，又 R 阻＝ρSl ＝ρ2ππrR2 ，m＝d·2πR·πr2，l＝2πR，可解 得加速度 a＝g－Bρ2vd，选项 C 错误；当重力等于安培力时速度达到最大，由平衡条 件得 mg＝B2Rl2阻vm可得 vm＝ρBg2d，选项 D 正确。
答案：AD
考点二 电磁感应中的能量问题[互动共研类]
根据牛顿第二定律结合运动学公式进行分析
2．抓住力学对象和电学对象间的桥梁——感应电流 I、切割速度 v
[例 1] 如图甲所示，两根足够长的直金属导轨 MN、PQ 平行放置在倾角为 θ 的绝 缘斜面上，两导轨间距为 L，M、P 两点间接有阻值为 R 的电阻，一根质量为 m 的均 匀直金属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁 场中，磁场方向垂直于斜面向下。导轨和 ab 杆的电阻可忽略，让 ab 杆沿导轨由静止 开始下滑，导轨和 ab 杆接触良好，不计它们之间的摩擦。(重力加速度为 g)
()
A．此时在圆环中产生了(俯视)顺时针方向的感应电流 B．圆环因受到了向下的安培力而加速下落
C．此时圆环的加速度 a＝Bρ2vd
D．如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度 vm＝ρBg2d
01
着眼“四翼” 探考点
题型·规律·方法
02
聚焦“素养” 提能力
巧学·妙解·应用
01
着眼“四翼” 探考点
题型·规律·方法
考点一 电磁感应中的动力学问题[互动共研类] 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
分析有 mg－BR2l阻2v＝ma，又 R 阻＝ρSl ＝ρ2ππrR2 ，m＝d·2πR·πr2，l＝2πR，可解 得加速度 a＝g－Bρ2vd，选项 C 错误；当重力等于安培力时速度达到最大，由平衡条 件得 mg＝B2Rl2阻vm可得 vm＝ρBg2d，选项 D 正确。
答案：AD
考点二 电磁感应中的能量问题[互动共研类]
根据牛顿第二定律结合运动学公式进行分析
2．抓住力学对象和电学对象间的桥梁——感应电流 I、切割速度 v
[例 1] 如图甲所示，两根足够长的直金属导轨 MN、PQ 平行放置在倾角为 θ 的绝 缘斜面上，两导轨间距为 L，M、P 两点间接有阻值为 R 的电阻，一根质量为 m 的均 匀直金属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁 场中，磁场方向垂直于斜面向下。导轨和 ab 杆的电阻可忽略，让 ab 杆沿导轨由静止 开始下滑，导轨和 ab 杆接触良好，不计它们之间的摩擦。(重力加速度为 g)
()
A．此时在圆环中产生了(俯视)顺时针方向的感应电流 B．圆环因受到了向下的安培力而加速下落
C．此时圆环的加速度 a＝Bρ2vd
D．如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度 vm＝ρBg2d
2020届高三物理一轮复习课件：电磁感应中的动力学、能量和动量问题
返回
[思路点拨]
分别画出金属杆进入磁场前、后的受力示意图，有 助于快速准确的求解问题。
返回
[解析] 二定律得 ma＝F－μmg① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有 v＝at0② 当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律， 杆中的电动势为 E＝Blv③ 联立①②③式可得
返回
[解析]
根据楞次定律，可判断ab中感应电流方向从a到b，A
错误；磁场变化是均匀的，根据法拉第电磁感应定律，感应电动 势恒定不变，感应电流I恒定不变，B错误；安培力F＝BIL，由于 I、L不变，B减小，所以ab所受的安培力逐渐减小，根据力的平衡 条件，静摩擦力逐渐减小，C错误，D正确。
[答案]
D
(1)末速度的大小v； (2)通过的电流大小I； (3)通过的电荷量Q。
[解析]
(1)金属棒做匀加速直线运动，
返回
根据运动学公式有 v2＝2as 解得 v＝ 2as。 (2)金属棒所受安培力 F 安＝IdB 金属棒所受合力 F＝mgsin θ－F 安 根据牛顿第二定律有 F＝ma mgsin θ－a 解得 I＝ 。 dB v (3)金属棒的运动时间 t＝a， 通过的电荷量 Q＝It mgsin θ－a 2as 解得 Q＝ 。 dBa mgsin θ－a [答案] (1) 2as (2) dB
第4节
电磁感应中的动力学、能量和 动量问题
目 录
一
研究好——题型· 考法· 技巧
二
查缺漏——盲点· 短板· 妙法
三
课时跟踪检测
返回
一
研究好——题型· 考法· 技巧
返回
高考对本节内容的考查常以压轴计算题的形式呈现， 即便以选择题的形式考查，通常题目难度也较大，因为这 类题目可以说是以电磁感应为载体，把直线运动、相互作 用、牛顿运动定律、机械能、动量、电路、磁场，甚至包 括电场和交变电流等力学、电学知识全部综合到一起进行 考查。
2025版高考物理一轮复习专题十一电磁感应第28练电磁感应中的动力学能量动量问题pptx课件
速运动,棒G做加速度越来越小的减速运动,结合棒G的速度-时间图线可知,2~3 s时间段内
物块A速度始终大于棒G滑行速度,绳子始终松弛(1分)
在2~3 s内对棒G分析,由动量定理可得
−
B LΔt=m 2 −3 (1分)
由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可得
−
−
Δt=
+
1
1
2
2
则有Q2=( mv′m - mv' ) (1分)
2
2
+
t3时间内有v'=at3(1分)
1
2
x'3= a32 (1分)
Q3=I2rt3(1分)
又x'1+x'2+x'3=7 m
Q总=Q1+Q2+Q3
联立解得Q总=0.4 J(1分)
7.[2022福建·
15,16分,难度★★★★☆]
联立解得 vH-vG=6.5 m/s(1分)
由于两棒的速度差保持不变,这说明两棒具有相同的加速度且均为a,对棒H由牛顿第二定
律有F-FA=ma(1分)
解得 F=1.7 N(1分)
由v-t图象可知t=1.5 s时,棒G的速度大小为vG=3 m/s,则此刻棒H的速度大小为vH=9.5 m/s
拉力F的瞬时功率 PF=FvH=16.15 W(1分)
平行.从t=0开始,H在水平向右拉力
作用下向右运动;t=2 s时,H与挡板
M、N相碰后立即被锁定.G在t=
1 s后的速度-时间图线如图(b)所示
,其中1~2 s段为直线.
已知磁感应强度大小B=1 T,L=0.2 m,G、H和A的质量均为0.2 kg,G、H的电阻均为0.1 Ω;
物块A速度始终大于棒G滑行速度,绳子始终松弛(1分)
在2~3 s内对棒G分析,由动量定理可得
−
B LΔt=m 2 −3 (1分)
由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可得
−
−
Δt=
+
1
1
2
2
则有Q2=( mv′m - mv' ) (1分)
2
2
+
t3时间内有v'=at3(1分)
1
2
x'3= a32 (1分)
Q3=I2rt3(1分)
又x'1+x'2+x'3=7 m
Q总=Q1+Q2+Q3
联立解得Q总=0.4 J(1分)
7.[2022福建·
15,16分,难度★★★★☆]
联立解得 vH-vG=6.5 m/s(1分)
由于两棒的速度差保持不变,这说明两棒具有相同的加速度且均为a,对棒H由牛顿第二定
律有F-FA=ma(1分)
解得 F=1.7 N(1分)
由v-t图象可知t=1.5 s时,棒G的速度大小为vG=3 m/s,则此刻棒H的速度大小为vH=9.5 m/s
拉力F的瞬时功率 PF=FvH=16.15 W(1分)
平行.从t=0开始,H在水平向右拉力
作用下向右运动;t=2 s时,H与挡板
M、N相碰后立即被锁定.G在t=
1 s后的速度-时间图线如图(b)所示
,其中1~2 s段为直线.
已知磁感应强度大小B=1 T,L=0.2 m,G、H和A的质量均为0.2 kg,G、H的电阻均为0.1 Ω;
2020版高考物理人教版山东一轮复习课件：专题7 电磁感应现象中的动力学、动量和能量问题(共51张PPT)
解析 答案
1 2
1 2
知识梳理
考点自诊
关闭
磁铁上下运动时,由于穿过铜盘的磁通量发生变化,则在铜盘中会产生感 另一端拴接条形磁铁 ,一个铜盘放在条形磁铁的正下方的绝缘水平 应电流,铜盘对磁铁有磁场力阻碍磁铁的运动 ,则当磁铁所受弹力与重力 桌面上 ,控制磁铁使弹簧处于原长 ,然后由静止释放磁铁 ,不计磁铁 等大反向时 ,此时磁铁还应该受到下面铜盘的作用力 ,故此时磁铁的加速 与弹簧之间的磁力作用 ,且磁铁运动过程中未与铜盘接触 度不为零,选项A错误;根据楞次定律 ,磁铁下降过程中,俯视铜盘,,下列说 铜盘中产 法中正确的是 ( ) ,选项B错误;磁铁从静止释放到第一次运动到最 生逆时针方向的涡旋电流 低点的过程中 ,由于有电能产生,则磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势 A.磁铁所受弹力与重力等大反向时 ,磁铁的加速度为零 能与产生的电能之和 ,选项 C错误;磁体最终静止时弹簧有弹性势能 B.磁铁下降过程中 ,俯视铜盘 ,铜盘中产生顺时针方向的 ,则磁 铁从静止释放到最终静止的过程中 ,磁铁减少的重力势能等于铜盘产生的 涡旋电流 焦耳热与弹簧弹性势能之和 ,选项D正确;故选D。 C.磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中 ,磁
安培力公式:F = BIl 感应电动势:E = Blv 感应电流:I = ������
������
⇒F=
������ 2 ������ 2 ������ ������
2.安培力的方向 (1)先用 右手定则 判定感应电流方向,再用 左手定则 判定安 培力方向。 (2)根据楞次定律,安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向 相反 。
知识梳理
考点自诊
三、电磁感应现象中的能量问题 1.能量的转化 感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力 做功 ,将机械能 转化为 电能 ,电流做功再将电能转化为 内能或其他形式的能 。 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。
1 2
1 2
知识梳理
考点自诊
关闭
磁铁上下运动时,由于穿过铜盘的磁通量发生变化,则在铜盘中会产生感 另一端拴接条形磁铁 ,一个铜盘放在条形磁铁的正下方的绝缘水平 应电流,铜盘对磁铁有磁场力阻碍磁铁的运动 ,则当磁铁所受弹力与重力 桌面上 ,控制磁铁使弹簧处于原长 ,然后由静止释放磁铁 ,不计磁铁 等大反向时 ,此时磁铁还应该受到下面铜盘的作用力 ,故此时磁铁的加速 与弹簧之间的磁力作用 ,且磁铁运动过程中未与铜盘接触 度不为零,选项A错误;根据楞次定律 ,磁铁下降过程中,俯视铜盘,,下列说 铜盘中产 法中正确的是 ( ) ,选项B错误;磁铁从静止释放到第一次运动到最 生逆时针方向的涡旋电流 低点的过程中 ,由于有电能产生,则磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势 A.磁铁所受弹力与重力等大反向时 ,磁铁的加速度为零 能与产生的电能之和 ,选项 C错误;磁体最终静止时弹簧有弹性势能 B.磁铁下降过程中 ,俯视铜盘 ,铜盘中产生顺时针方向的 ,则磁 铁从静止释放到最终静止的过程中 ,磁铁减少的重力势能等于铜盘产生的 涡旋电流 焦耳热与弹簧弹性势能之和 ,选项D正确;故选D。 C.磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中 ,磁
安培力公式:F = BIl 感应电动势:E = Blv 感应电流:I = ������
������
⇒F=
������ 2 ������ 2 ������ ������
2.安培力的方向 (1)先用 右手定则 判定感应电流方向,再用 左手定则 判定安 培力方向。 (2)根据楞次定律,安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向 相反 。
知识梳理
考点自诊
三、电磁感应现象中的能量问题 1.能量的转化 感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力 做功 ,将机械能 转化为 电能 ,电流做功再将电能转化为 内能或其他形式的能 。 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。
高考物理一轮复习：专题十 电磁感应中的动力学和能量问题精品课件
sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：
(1)小环所受摩擦力的大小；
解析 对杆Q，根据并联电路特
点以及平衡条件得：
2IlB2＝F＋m1gsin θ
由法拉第电磁感应定律得：
E＝B2lv
电磁感应中的动力学和能量问题
【典例剖析】
已知小环以a＝6 m/s2的加速度沿绳Leabharlann 滑，K杆保持静止，【典例剖析】
已知小环以a＝6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，
Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。
不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取g＝10 m/s2，
sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：
(1)小环所受摩擦力的大小；
解析
Ff
m2g
(1)以小环为研究对象，
由牛顿第二定律得：
意
图
棒ab长l、质量m、电阻
已知 R，导轨光滑水平，电
量 阻不计
棒ab长l、质量m、电
阻R，导轨光滑，电
阻不计
电磁感应中的动力学和能量问题
类型
过
程
分
析
“电—动—电”型
“动—电—动”型
S闭合，棒ab受安培力F，棒ab释放后下滑，此
v↑→ 感 应 电 动 势 E ＝ 时a＝gsin α，棒ab速
Blv↑→ 与 电 源 电 动 势 度v↑→感应电动势E
(2)Q杆所受拉力的瞬时功率。
解析 (2)设流过杆K的电流为
I，由平衡条件得
IlB1＝FT＝Ff
等效电路图
电磁感应中的动力学和能量问题
【典例剖析】
已知小环以a＝6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，
Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。
(1)小环所受摩擦力的大小；
解析 对杆Q，根据并联电路特
点以及平衡条件得：
2IlB2＝F＋m1gsin θ
由法拉第电磁感应定律得：
E＝B2lv
电磁感应中的动力学和能量问题
【典例剖析】
已知小环以a＝6 m/s2的加速度沿绳Leabharlann 滑，K杆保持静止，【典例剖析】
已知小环以a＝6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，
Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。
不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取g＝10 m/s2，
sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：
(1)小环所受摩擦力的大小；
解析
Ff
m2g
(1)以小环为研究对象，
由牛顿第二定律得：
意
图
棒ab长l、质量m、电阻
已知 R，导轨光滑水平，电
量 阻不计
棒ab长l、质量m、电
阻R，导轨光滑，电
阻不计
电磁感应中的动力学和能量问题
类型
过
程
分
析
“电—动—电”型
“动—电—动”型
S闭合，棒ab受安培力F，棒ab释放后下滑，此
v↑→ 感 应 电 动 势 E ＝ 时a＝gsin α，棒ab速
Blv↑→ 与 电 源 电 动 势 度v↑→感应电动势E
(2)Q杆所受拉力的瞬时功率。
解析 (2)设流过杆K的电流为
I，由平衡条件得
IlB1＝FT＝Ff
等效电路图
电磁感应中的动力学和能量问题
【典例剖析】
已知小环以a＝6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，
Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。
第65课时电磁感应中的动力学和能量问题2025届高考物理一轮复习课件
t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已
知t1～t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方
向（重力加速度g取10 m/s2）。则（
）
目录
高中总复习·物理
A. 在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 C
B. 线圈匀速运动的速度大小为8 m/s
2
（2L2＋L1）。
目录
高中总复习·物理
1. 【功能关系在电磁感应中的应用】
（多选）如图，MN和PQ是电阻不计的平行
金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，
平直部分粗糙，两部分平滑连接，平直部
分右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部
分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀
强磁场，质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到
R，木块质量也为m，重力加速度为g，试求：
目录
高中总复习·物理
（1）匀强磁场的磁感应强度B大小；
答案：
4
gm2 R2
2L0 L1 4
解析：导线框匀速进入磁场时，受力平
衡，受力情况如图所示。
根据平衡条件有
FT＝F安＋mgsin θ
目录
高中总复习·物理
其中F安＝BIL1
I＝
E＝BL1v
导线框与木块通过光滑细线相连，导线框匀
定的金属棒从无磁场区域中a处由静止释放，进入Ⅱ区后，经b下行
现将一金属杆垂直放置在导轨上且与两导轨接触良好，在与金属杆
垂直且沿着导轨向上的外力F的作用下，金属杆从静止开始做匀加
速直线运动。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，外力
2025高考物理一轮复习讲义 专题突破课18 电磁感应中的动力学、动量和能量问题
目标要求 1.会用动力学知识分析电磁感应问题。
2.会用功能关系和能量守恒解决电磁感应中的能量问题。
3.学会利用动量定理分析导体棒、线框在磁场中的运动。
4.会利用动量守恒定律分析双金属棒在磁场中的运动问题。
考点一电磁感应中的动力学问题1.两种运动状态及处理方法状态特征处理方法平衡态加速度为零(静止或匀速运动)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2.导体常见运动情况的动态分析v↓E＝Bl v↓I＝E R＋r↓F安＝BIl↓F合若F合＝0匀速直线运动若F合≠0↓F合＝maa、v同向v增大，若a恒定，拉力F增大v增大，F安增大，F合减小，a减小，做加速度减小的加速运动，减小到a＝0，匀速直线运动a、v反向v减小，F安减小，a减小，当a＝0，静止或匀速直线运动3.解题关键：抓住力学对象和电学对象间的桥梁——感应电流I、切割速度v。
如图甲所示，相距L＝1 m的两根足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，与水平面夹角θ＝37°，导轨电阻不计，质量m＝1 kg、接入电路电阻为r＝0.5 Ω的导体棒ab垂直于导轨放置，导轨的PM两端接在外电路上，定值电阻阻值R＝1.5 Ω，电容器的电容C＝0.5 F，电容器的耐压值足够大，导轨所在平面内有垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场，在开关S1闭合、S2断开的状态下将导体棒ab由静止释放，导体棒的v-t图像如图乙所示，sin 37°＝0.6，取重力加速度g＝10 m/s2。
甲 乙(1)求磁场的磁感应强度大小B ；(2)在开关S 1闭合、S 2断开的状态下，当导体棒下滑的距离x ＝5 m 时，定值电阻产生的焦耳热为21 J ，此时导体棒的速度与加速度分别是多大？(3)现在开关S 1断开、S 2闭合的状态下，由静止释放导体棒，求经过t ＝2 s 时导体棒的速度大小。
解析：(1)由题图乙可知，导体棒的最大速度v m ＝3 m/s对应的感应电动势E ＝BL v m感应电流I ＝E R ＋r当速度达到最大时，导体棒做匀速运动，导体棒受力平衡，有BIL ＝mg sin θ解得B ＝ mg （R ＋r ）sin θL 2v m＝2 T 。
高考物理一轮复习3：专题十 电磁感应中的动力学和能量问题精品课件
2．能量转化的实质：电磁感应现象的能量转化实质是其他形式 能和电能之间的转化．
3．热量的计算：电流做功产生的热量用焦耳定律计算，公式为 Q＝ I2Rt .
[基础自测]
2.如图所示电路，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角为θ的 斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向 上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿 斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下 滑，则它在下滑h高度的过程中，以下说法正确的是( )
【解析】 (1)金属杆 CD 在匀速运动中产生的感应电动
势 E＝Bdv，解得 E＝1.5 V．由右手定则可知 D 点电势高．当
x＝0.8 m 时，由于导轨电阻不计，所以路端电压为零，即导
体杆在导轨间的电势差为零，设导体棒在导轨外的长度为 l 外，
(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标 x的关系式，并在图(2)中画出Fx关系图象； (3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热．
【思路指导】 导体棒在外力F作用下沿“∧”形导轨的恒
定速度滑动，切割磁感线与导轨形成闭合电路，由法拉第电磁 感应定律和闭合电路欧姆定律可求得电动势和UCD：由平衡条 件和相关数学知识求得Fx的关系．根据Fx图象求拉力做功， 从而求得焦耳热．
1．导体两种状态及处理方法 (1)导体的平衡态——静止或匀速直线运动状态．
处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析． (2)导体的非平衡态——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．
2．电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系
3．电磁感应中的动力学临界问题 (1)解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的 临界状态，如速度、加速度求最大值或最小值的条件． (2)两种常见类型