專題14電學(xué)中三大觀點的綜合應(yīng)用2024年·高考二輪復(fù)習(xí)·講練測2024/XX/XX教師：XXX01考情分析真題研析·核心提煉·題型特訓(xùn)目錄CONTENTS考點一電學(xué)中三大觀點的綜合應(yīng)用

考向一電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題

考向二電磁感應(yīng)中的能量與動量問題02知識構(gòu)建03考點突破01考情分析PARTONE稿定PPT02考情分析考點要求考題統(tǒng)計電學(xué)中三大觀點的綜合應(yīng)用考向一電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題：2023?山東?高考真題、2022?重慶?高考真題、2022?湖南?高考真題、2021?全國?高考真題、2021?廣東?高考真題、2023?天津?高考真題、2021?湖北?高考真題、2021?全國?高考真題考向二電磁感應(yīng)中的能量與動量問題：2023?重慶?高考真題、2023?遼寧?高考真題、2022?全國?高考真題、2022?天津?高考真題、2022?浙江?高考真題、2021?北京?高考真題、2021?河北?高考真題、2021?福建?高考真題、2021?山東?高考真題、2021?湖南?高考真題、2023?廣東?高考真題、2023?浙江?高考真題、2023?湖南?高考真題、2023?全國?高考真題、2023?浙江?高考真題、2022?福建?高考真題、2022?重慶?高考真題、2022?海南?高考真題、2022?遼寧?高考真題、2022?湖北?高考真題、2022?浙江?高考真題、2022?全國?高考真題、2022?浙江?高考真題、2021?海南?高考真題、2021?天津?高考真題稿定PPT稿定PPT，海量素材持續(xù)更新，上千款模板選擇總有一款適合你02考情分析考情分析命題規(guī)律及方法指導(dǎo)1.命題重點：本專題就是高考的熱點、難點問題，綜合性比較強(qiáng)，與動力學(xué)、功能關(guān)系相結(jié)合問題等綜合應(yīng)用問題都是?？键c;?？嫉哪Ｐ陀袟U——軌模型、線框模型等2.常用方法：圖像法、等效法、微元法、降維法。3.?？碱}型：選擇題，計算題．命題預(yù)測1.本專題屬于熱點、難點內(nèi)容；2.高考命題考察方向①電學(xué)中三大觀點的綜合應(yīng)用：與力和運(yùn)動相結(jié)合問題、與動量守恒、功能關(guān)系、能量守恒相結(jié)合的綜合題，典型模型如桿——軌類問題。PARTTWO02網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建考點一電學(xué)中三大觀點的綜合應(yīng)用1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)問題2.電磁感應(yīng)中能量問題3.動量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用考向1

電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題考向2

電磁感應(yīng)中的能量與動量問題真題研析·規(guī)律探尋例1

(2023?山東?高考真題)(多選)足夠長U形導(dǎo)軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為1m，電阻不計。質(zhì)量為1kg、長為1m、電阻為1Ω的導(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌形成矩形回路并始終接觸良好，I和Ⅱ區(qū)域內(nèi)分別存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2，其中B1=2T，方向向下。用不可伸長的輕繩跨過固定輕滑輪將導(dǎo)軌CD段中點與質(zhì)量為0.1kg的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時刻MN、CD同時分別進(jìn)入磁場區(qū)域I和Ⅱ并做勻速直線運(yùn)動，MN、CD與磁場邊界平行。MN的速度v1=2m/s，CD的速度為v2且v2>v1，MN和導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取10m/s2，下列說法正確的是（）A．的方向向上 B．的方向向下 C．

v2=5m/s

D．v2=3m/sBD【考向】電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題導(dǎo)體棒受到向右的摩擦力f=μmg=2N以及向左的安培力F1=f=2N導(dǎo)體框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力F2=f-m0g真題研析·規(guī)律探尋D【考向】電磁感應(yīng)中的能量與動量問題右手定則例2

(2023?重慶?高考真題)如圖所示，與水平面夾角為θ的絕緣斜面上固定有光滑U型金屬導(dǎo)軌。質(zhì)量為m、電阻不可忽略的導(dǎo)體桿MN沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動，以大小為v的速度進(jìn)入方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，在磁場中運(yùn)動一段時間t后，速度大小變?yōu)?v。運(yùn)動過程中桿與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌的電阻忽略不計，重力加速度為g。桿在磁場中運(yùn)動的此段時間內(nèi)（）A．流過桿的感應(yīng)電流方向從N到MB．桿沿軌道下滑的距離為C．流過桿感應(yīng)電流的平均電功率等于重力的平均功率D．桿所受安培力的沖量大小為桿的動能增大，重力對桿所做的功大于桿克服安培力所做的功真題研析·規(guī)律探尋【考向】電磁感應(yīng)中的能量與動量問題例3

(2023?遼寧?高考真題)(多選)如圖，兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，左、右兩側(cè)導(dǎo)軌間距分別為d和2d，處于豎直向上的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2B和B。已知導(dǎo)體棒MN的電阻為R、長度為d，導(dǎo)體棒PQ的電阻為2R、長度為2d，PQ的質(zhì)量是MN的2倍。初始時刻兩棒靜止，兩棒中點之間連接一壓縮量為L的輕質(zhì)絕緣彈簧。釋放彈簧，兩棒在各自磁場中運(yùn)動直至停止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。整個過程中兩棒保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。下列說法正確的是（）A．彈簧伸展過程中、回路中產(chǎn)生順時針方向的電流B．PQ速率為v時，MN所受安培力大小為C．整個運(yùn)動過程中，MN與PQ的路程之比為2：1D．整個運(yùn)動過程中，通過MN的電荷量為右手定則AC真題研析·規(guī)律探尋【考向】電磁感應(yīng)中的能量與動量問題例4

(2023?全國?高考真題)如圖，水平桌面上固定一光滑U型金屬導(dǎo)軌，其平行部分的間距為l，導(dǎo)軌的最右端與桌子右邊緣對齊，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電阻為R、長度也為l的金屬棒P靜止在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌上質(zhì)量為3m的絕緣棒Q位于P的左側(cè)，以大小為v0的速度向P運(yùn)動并與P發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間很短。碰撞一次后，P和Q先后從導(dǎo)軌的最右端滑出導(dǎo)軌，并落在地面上同一地點。P在導(dǎo)軌上運(yùn)動時，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，P與Q始終平行。不計空氣阻力。求（1）金屬棒P滑出導(dǎo)軌時的速度大?。唬?）金屬棒P在導(dǎo)軌上運(yùn)動過程中產(chǎn)生的熱量；（3）與P碰撞后，絕緣棒Q在導(dǎo)軌上運(yùn)動的時間?！敬鸢浮空骖}研析·規(guī)律探尋【考向】電磁感應(yīng)中的能量與動量問題例5

(2023?浙江?高考真題)某興趣小組設(shè)計了一種火箭落停裝置，簡化原理如圖所示，它由兩根豎直導(dǎo)軌、承載火箭裝置（簡化為與火箭絕緣的導(dǎo)電桿MN）和裝置A組成，并形成閉合回路。裝置A能自動調(diào)節(jié)其輸出電壓確保回路電流I恒定，方向如圖所示。導(dǎo)軌長度遠(yuǎn)大于導(dǎo)軌間距，不論導(dǎo)電桿運(yùn)動到什么位置，電流I在導(dǎo)電桿以上空間產(chǎn)生的磁場近似為零，在導(dǎo)電桿所在處產(chǎn)生的磁場近似為勻強(qiáng)磁場，大小B1=kI（其中k為常量），方向垂直導(dǎo)軌平面向里；在導(dǎo)電桿以下的兩導(dǎo)軌間產(chǎn)生的磁場近似為勻強(qiáng)磁場，大小B2=2kI

，方向與B1相同?；鸺裏o動力下降到導(dǎo)軌頂端時與導(dǎo)電桿粘接，以速度v0進(jìn)入導(dǎo)軌，到達(dá)絕緣停靠平臺時速度恰好為零，完成火箭落停。已知火箭與導(dǎo)電桿的總質(zhì)量為M，導(dǎo)軌間距，導(dǎo)電桿電阻為R。導(dǎo)電桿與導(dǎo)軌保持良好接觸滑行，不計空氣阻力和摩擦力，不計導(dǎo)軌電阻和裝置A的內(nèi)阻。在火箭落停過程中，真題研析·規(guī)律探尋【考向】電磁感應(yīng)中的能量與動量問題（1）求導(dǎo)電桿所受安培力的大小F和運(yùn)動的距離L；（2）求回路感應(yīng)電動勢E與運(yùn)動時間t的關(guān)系；（3）求裝置A輸出電壓U與運(yùn)動時間t的關(guān)系和輸出的能量W；（4）若R的阻值視為0，裝置A用于回收能量，給出裝置A可回收能量的來源和大小?！敬鸢浮亢诵奶釤挕た枷蛱骄?）導(dǎo)體的兩種運(yùn)動狀態(tài)

①導(dǎo)體的平衡狀態(tài)——靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)．

處理方法：根據(jù)平衡條件列式分析．

②導(dǎo)體的非平衡狀態(tài)——加速度不為零．

處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)問題核心提煉·考向探究2）力學(xué)對象和電學(xué)對象的相互關(guān)系電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)問題核心提煉·考向探究3）用動力學(xué)觀點解答電磁感應(yīng)問題的一般步驟①“源”的分析：用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向②“路”的分析：畫等效電路圖，根據(jù)，求感應(yīng)電流③“力”的分析：受力分析，求F安=BIL及合力，根據(jù)牛頓第二定律求加速度④“運(yùn)動狀態(tài)”的分析：根據(jù)力與運(yùn)動的關(guān)系，判斷運(yùn)動狀態(tài)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)問題核心提煉·考向探究4）解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動狀態(tài)的分析,尋找過程中的臨界狀態(tài),如速度、加速度最大或最小的條件.解題時要抓好受力情況，運(yùn)動情況的動態(tài)分析導(dǎo)體受力運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)，抓住a=0時，速度v達(dá)最大值的特點。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)問題核心提煉·考向探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)問題v↓E＝Blv↓↓F安＝BIl↓F合若F合＝0勻速直線運(yùn)動若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(xiàn)安增大，F(xiàn)合減小，a減小，做加速度減小的加速運(yùn)動，減小到a＝0，勻速直線運(yùn)動a、v反向v減小，F(xiàn)安減小，a減小，當(dāng)a＝0，靜止或勻速直線運(yùn)動核心提煉·考向探究電磁感應(yīng)過程的實質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，而能量的轉(zhuǎn)化是通過安培力做功的形式實現(xiàn)的，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，外力克服安培力做功，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程．1）安培力做功與能量轉(zhuǎn)化 ①安培力做正功：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如電動機(jī) ②安培力做負(fù)功：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，如發(fā)電機(jī)2）焦耳熱的求法 ①焦耳定律：Q=I2Rt，適用于電流、電阻恒定，交變電流的有效值. ②功能關(guān)系：Q=W克服安培力做功

，適用于任何情況. ②能量轉(zhuǎn)化：

Q=E其他能的減少量，適用于任何情況.電磁感應(yīng)中能量問題核心提煉·考向探究3)解決電磁感應(yīng)能量問題的策略是“先源后路、先電后力，再是運(yùn)動、能量”，即

①“源”的分析：明確電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，確定E和r

②“路”的分析：弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求電流及F安

③“力”的分析：分析桿或線圈受力情況，求合力

④“運(yùn)動”的分析：由力和運(yùn)動的關(guān)系，確定運(yùn)動模型

⑤“能量”的分析：確定參與轉(zhuǎn)化的能量形式電磁感應(yīng)中能量問題核心提煉·考向探究當(dāng)題目中涉及速度v、電荷量q、運(yùn)動時間t、運(yùn)動位移x時常用動量定理求解．導(dǎo)體棒或金屬框在感應(yīng)電流所引起的安培力作用下做非勻變速直線運(yùn)動時，1）安培力的沖量：①②2）磁通量變化量：.3）通過導(dǎo)體棒或金屬框的電荷量為：動量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用核心提煉·考向探究當(dāng)題目中涉及速度v、電荷量q、運(yùn)動時間t、運(yùn)動位移x時常用動量定理求解．導(dǎo)體棒或金屬框在感應(yīng)電流所引起的安培力作用下做非勻變速直線運(yùn)動時，1）安培力的沖量：①②2）磁通量變化量：.3）通過導(dǎo)體棒或金屬框的電荷量為：動量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用核心提煉·考向探究4）求位移：5）求運(yùn)動時間：動量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用初、末速度已知的變加速運(yùn)動，在用動量定理列出的式子中，

；若已知q或x也可求末速度若已知運(yùn)動時間，也可求q、x、v中的任一個物理量.題型特訓(xùn)·命題預(yù)測【考向】電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題1.

(2024?全國?校聯(lián)考一模)

(多選)

如圖所示，ab、cd為水平面上平行放置的兩根光滑足夠長直導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間距為l=0.5cm,ac端連接一內(nèi)阻不計電動勢為E的電源和阻值R=1Ω的電阻，質(zhì)量為m=2kg的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，其中點通過輕繩、繞過一光滑的定滑輪與重物G相連，MN在導(dǎo)軌間的電阻為r=0.5Ω，整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=4T。當(dāng)重物G=4N時，導(dǎo)體棒MN恰好靜止不動。下列說法正確的是（）A．電源電動勢E=3VB．電阻R上的熱功率為P=6WC．當(dāng)G=8N時，剛開始運(yùn)動時的加速度大小

為a=4m/s2

D．當(dāng)G=8N時，的最大速度是vm=1.5m/sAD題型特訓(xùn)·命題預(yù)測【考向】電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題2.

(2024?廣西南寧?南寧三中校聯(lián)考模擬預(yù)測)

(多選)

如圖所示，電阻不計且間距L=1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成53°角，上端接一阻值R=2Ω的電阻，過虛線OO'的豎直面的左側(cè)方有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)將質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=1Ω的金屬桿ab從斜面上由靜止釋放，釋放位置與虛線OO'之間的距離為x=1m。金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌一直垂直，且保持良好接觸，導(dǎo)軌足夠長，g取10m/s2，sin53°=0.8。則（）A．金屬桿ab在整個運(yùn)動過程機(jī)械能守恒B．金屬桿ab剛進(jìn)入有界磁場時的速度大小為4m/sC．金屬桿ab剛進(jìn)入有界磁場時的加速度大小為3.2m/s2D．金屬桿ab在磁場中運(yùn)動的最大速度的大小為BD題型特訓(xùn)·命題預(yù)測【考向】電磁感應(yīng)中的能量與動量問題3.

(2024?陜西漢中?統(tǒng)考一模)

(多選)

兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計，斜面處在一勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上，質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度，如圖所示。在這過程中（）A．作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和B．金屬棒克服安培力做的功等于電阻R和r上產(chǎn)生的焦耳熱之和C．恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱D．作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零BD題型特訓(xùn)·命題預(yù)測【考向】電磁感應(yīng)中的能量與動量問題4.

(2024?湖南?校聯(lián)考二模)

(多選)

如圖所示，兩足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MON、PO'Q

水平放置，OO'兩側(cè)導(dǎo)軌所在空間區(qū)域，導(dǎo)軌間距分別為L1和L2，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2，方向分別為豎直向上和豎直向下，L1=2L2=2L，B2=2B1=B，電阻均為R、質(zhì)量均為m的導(dǎo)體棒a、b垂直導(dǎo)軌放在OO'左右兩側(cè)，并與導(dǎo)軌保持良好接觸，不計其他電阻．現(xiàn)給導(dǎo)體棒b一個水平向右的瞬時沖量I，關(guān)于a、b兩棒此后整個運(yùn)動過程，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩棒組成的系統(tǒng)動量守恒B．a(chǎn)、b兩棒最終都將以大小為的速度做勻速直線運(yùn)動C．整個過程中，a棒上產(chǎn)生的焦耳熱為D．整個過程中，通過a棒的電荷量為BC題型特訓(xùn)·命題預(yù)測【考向】電磁感應(yīng)中的能量與動量問題5.

(2023?吉林?統(tǒng)考二模)

(多選)

列車進(jìn)站時如圖所示，其剎車原理可簡化如下：在車身下方固定一水平矩形線框，利用線框進(jìn)入磁場時所受的安培力，輔助列車剎車。已知列車的質(zhì)量為m，車身長為s，線框的ab和cd長度均為L（L小于勻強(qiáng)磁場的寬度），線框的總電阻為R。站臺軌道上勻強(qiáng)磁場區(qū)域足夠長，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向上。車頭進(jìn)入磁場瞬間的速度為v0，列車停止前所受鐵軌及空氣阻力的合力恒為f。車尾進(jìn)入磁場瞬間，列車恰好停止。下列說法正確的是（）A．列車進(jìn)站過程中電流方向為abcdB．列車ab