12.4　专题提升：电磁感应中的动力学和能量问题——2027届高中物理一轮复习课件人教版（2019）（含答案）

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学习目标: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。
考点一　电磁感应中的动力学问题
1.导体的两种运动状态及处理方法
2.用动力学观点解答电磁感应问题的一般步骤
3.导体常见运动情况的动态分析
典例1　如图所示,水平放置的“ ”型光滑金属导轨处在竖直向下的匀强磁场中,左端接有电阻R。一金属杆与导轨垂直放置,且接触良好,在外力F作用下由静止开始做匀加速运动。不计导轨和金属杆的电阻。关于外力F随时间t变化的图像正确的是(　　)
典例2　如图所示,足够长的两光滑竖直金属导轨间距为L,处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面的匀强磁场中(图中未画出)。匀质金属棒ab、cd均紧贴两导轨,质量均为m,电阻均为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。现用悬绳固定ab棒,由静止释放cd棒,求:(1)cd棒最终速度的大小;(2)悬绳对ab棒拉力的最大值。
考点二　电磁感应中的能量问题
1.电磁感应中的能量转化其他形式的能量 电能 焦耳热或其他形式的能量2.求解焦耳热Q的三种方法
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,以及哪些形式的能量相互转化;(3)根据功能关系或能量守恒定律列式求解。
典例3　(2026徐淮连宿一模)如图甲所示,竖直向上的匀强磁场中水平放置一半径为r的单匝圆形线圈。磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。线圈的电阻为R,忽略线圈的形状变化。求0~t0时间内:(1)线圈中产生的感应电动势E;(2)线圈中产生的热量Q。
典例4　(2026扬州期末)如图所示,金属棒MN两端分别用一根轻质导线连接并悬挂在等高点P、Q,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B。已知MN=PQ=PM=QN=l,金属棒的质量为m、电阻为R,金属棒从最低点以水平初速度v向右摆动,在摆动过程中保持水平,不计空气阻力,重力加速度为g。(1)金属棒开始摆动时,求回路中的电流大小I;(2)金属棒摆到最高点时,导线与竖直方向夹角为60°,求金属棒产生的焦耳热Q;(3)金属棒向右摆动,当导线与竖直方向夹角为θ时,金属棒速度大小为v1,求导线对金属棒的总拉力大小F。