專題強(qiáng)化

電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)、能量和動(dòng)量問題2026屆高考物理二輪復(fù)習(xí)1.會用動(dòng)力學(xué)知識分析電磁感應(yīng)問題．2．會用功能關(guān)系和能量守恒解決電磁感應(yīng)中的能量問題．3．掌握應(yīng)用動(dòng)量定理處理電磁感應(yīng)問題的方法技巧．4．建立電磁感應(yīng)問題中動(dòng)量守恒的模型，并用動(dòng)量守恒定律解決問題．考點(diǎn)一PART01考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題1．導(dǎo)體的兩種運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析．2．用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)解答電磁感應(yīng)問題的一般步驟例1(多選)[2023·山東卷]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(jì)．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(diǎn)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(shí)刻MN、CD同時(shí)分別進(jìn)入磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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．B2的方向向上B．B2的方向向下C．v2＝5m/s

D．v2＝3m/s答案：BD

例2[2024·九省聯(lián)考河南卷]如圖(a)所示，一個(gè)電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，間距L＝1m，左半部分傾斜且粗糙，傾角θ＝37°，處于沿斜面向下的勻強(qiáng)磁場中；右半部分水平且光滑，導(dǎo)軌之間存在一個(gè)三角形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向豎直向下，其邊界與兩導(dǎo)軌夾角均為α，tanα＝0.1.右半部分俯視圖如圖(b)．導(dǎo)體棒Q借助小立柱靜置于傾斜導(dǎo)軌上，其與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5.導(dǎo)體棒P以v0＝0.5m/s的速度向右進(jìn)入三角形磁場區(qū)域時(shí)，撤去小立柱，Q棒開始下滑，同時(shí)對P棒施加一外力使其始終保持勻速運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)過程中，兩棒始終垂直于導(dǎo)軌且接觸良好．已知兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B＝1T，兩棒的質(zhì)量均為m＝0.1kg，Q棒電阻R＝0.5Ω，P棒電阻不計(jì)．重力加速度大小取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，以Q棒開始下滑為計(jì)時(shí)起點(diǎn)．求(1)撤去小立柱時(shí)，Q棒的加速度大小a0；(2)Q棒中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系式；(3)Q棒達(dá)到的最大速度vm及所用時(shí)間t1.

考點(diǎn)二PART02考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的能量問題1．電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化2．求解焦耳熱Q的三種方法

答案：D

例

4如圖甲所示，游樂園中的過山車雖然驚險(xiǎn)刺激，但也有多種措施保證了它的安全運(yùn)行．其中磁力剎車是為保證過山車在最后進(jìn)站前的安全設(shè)計(jì)的一種剎車形式，磁場很強(qiáng)的釹磁鐵安裝在軌道上，剎車金屬框安裝在過山車底部．其簡化模型如圖所示，將剎車金屬框看作為一個(gè)邊長為L，總電阻為R的單匝正方形線框，則過山車返回水平站臺前的運(yùn)動(dòng)可以簡化如下：線框沿著光滑斜面下滑s后，下邊框進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)線框開始減速，下邊框出磁場，線框剛好開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知斜面與水平面的夾角為θ，過山車的總質(zhì)量為m，磁場區(qū)上下邊界間的距離也為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直斜面向上，重力加速度為g，求：(1)線框剛進(jìn)入磁場上邊界時(shí)，從斜面上方俯視線框求感應(yīng)電流的方向和此時(shí)感應(yīng)電流的大小．(2)線框穿過磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱．

考點(diǎn)三PART03

考向1動(dòng)量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用例5[2023·湖南卷]如圖，兩根足夠長的光滑金屬直導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌間距為L，兩導(dǎo)軌及其所構(gòu)成的平面均與水平面成θ角，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.現(xiàn)將質(zhì)量均為m的金屬棒a、b垂直導(dǎo)軌放置，每根金屬棒接入導(dǎo)軌之間的電阻均為R.運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，金屬棒始終未滑出導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，重力加速度為g.(1)先保持棒b靜止，將棒a由靜止釋放，求棒a勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v0；(2)在(1)問中，當(dāng)棒a勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，再將棒b由靜止釋放，求釋放瞬間棒b的加速度大小a0；(3)在(2)問中，從棒b釋放瞬間開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t0，兩棒恰好達(dá)到相同的速度v，求速度v的大小，以及時(shí)間t0內(nèi)棒a相對于棒b運(yùn)動(dòng)的距離Δx.

答案：AC

例7[2023·全國甲卷]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)軌的最右端與桌面右邊緣對齊，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)．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(dòng)并與P發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)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(diǎn)．P在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，P與Q始終平行．不計(jì)空氣阻力．求：(1)金屬棒P滑出導(dǎo)軌時(shí)的速度大小；(2)金屬棒P在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)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(dòng)的時(shí)間．

核心素養(yǎng)提升

教你規(guī)范答題典例

如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角θ＝37°的斜面上，兩導(dǎo)軌垂直于斜面與水平面的交線ef，間距L＝0.6m，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為虛線MN.虛線MN與兩導(dǎo)軌垂直，區(qū)域Ⅰ中的勻強(qiáng)磁場方向豎直向下，區(qū)域Ⅱ中的勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B＝1T．在區(qū)域Ⅰ中，將質(zhì)量m1＝0.21kg、電阻R1＝0.1Ω的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，金屬棒ab剛好不下滑．然后，在區(qū)域Ⅱ中將質(zhì)量m2＝0.4kg、電阻R2＝0.1Ω的光滑金屬棒cd置于導(dǎo)軌上使其由靜止開始下滑，金屬棒cd在滑動(dòng)過程中始終處于區(qū)域Ⅱ的磁場中，兩金屬棒長度均為L且始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌保持良好接觸(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．(1)求金屬棒ab剛要向上