2025 高考物理三維設(shè)計(jì)二輪第一部分　專題四　電路和電磁感應(yīng)

7/72025高考物理三維設(shè)計(jì)二輪第一部分專題四電路和電磁感應(yīng)第10講直流電路和交流電路1.（2024·廣西高考6題）將橫截面相同、材料不同的兩段導(dǎo)體L1、L2無縫連接成一段導(dǎo)體，總長度為1.00m，接入圖甲電路。閉合開關(guān)S，滑片P從M端滑到N端，理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動(dòng)距離x的變化關(guān)系如圖乙，則導(dǎo)體L1、L2的電阻率之比約為（）A.2∶3 B.2∶1C.5∶3 D.1∶32.（多選）（2024·新課標(biāo)卷20題）電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)可利用車輪轉(zhuǎn)動(dòng)將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的某瞬間，磁場方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場視為勻強(qiáng)磁場，則磁極再轉(zhuǎn)過90°時(shí)，線圈中（）A.電流最小B.電流最大C.電流方向由P指向QD.電流方向由Q指向P3.（2024·北京高考5題）如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“6V3W”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是（）A.原線圈兩端電壓的有效值為242VB.副線圈中電流的有效值為0.5AC.原、副線圈匝數(shù)之比為1∶4D.原線圈的輸入功率為12W4.（2024·浙江1月選考5題）如圖為某燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置的原理圖。直流電經(jīng)轉(zhuǎn)換器輸出u＝5sin100πtV的交流電，經(jīng)原、副線圈匝數(shù)分別為n1和n2的變壓器升壓至峰值大于10kV，就會(huì)在打火針和金屬板間引發(fā)電火花，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。下列正確的是（）A.n2nB.n1nC.用電壓表測原線圈兩端電壓，示數(shù)為5VD.副線圈輸出交流電壓的頻率是100Hz考點(diǎn)一直流電路的分析和計(jì)算1.閉合電路歐姆定律的三個(gè)公式（1）E＝U外＋U內(nèi)；（任意電路）（2）E＝U外＋I(xiàn)r；（任意電路）（3）E＝I（R＋r）。（純電阻電路）2.動(dòng)態(tài)電路分析的三種方法（1）程序法——最常規(guī)方法（2）串反并同法（電源內(nèi)阻不為零）——最簡潔方法（3）極限法3.電容器的特點(diǎn)（1）只有當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電容器所在支路中才會(huì)有電流，當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電容器所在的支路相當(dāng)于斷路。（2）電路穩(wěn)定時(shí)，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。【例1】（2024·福建漳州三模）如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后，燈泡L正常發(fā)光，然后向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片，在此過程中（）A.燈泡L逐漸變暗B.電源的路端電壓逐漸減小C.電容器C所帶的電荷量逐漸減小D.定值電阻R0兩端的電壓始終為零嘗試解答【例2】（2024·江西南昌三模）在如圖所示的電路中，已知A、B兩個(gè)電容器的電容之比CA∶CB＝1∶2，每個(gè)電阻都相同，則兩個(gè)電容器帶電荷量之比QA∶QB為（）A.1∶2 B.2∶3C.1∶1 D.2∶1嘗試解答考點(diǎn)二交變電流的產(chǎn)生和描述1.線圈通過中性面時(shí)的特點(diǎn)（1）穿過線圈的磁通量最大。（2）線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為零。（3）線圈每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向改變一次。2.有效值的計(jì)算（1）正弦式交變電流：E＝Em2，I＝Im2，（2）非正弦式交變電流：計(jì)算有效值時(shí)，要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，即“一個(gè)周期”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”，然后分段求和，求得有效值。3.正弦式交變電流“四值”的應(yīng)用【例3】（2024·山東高考8題）如圖甲所示，在－d≤x≤d、－d≤y≤d的區(qū)域中存在垂直O(jiān)xy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場（用陰影表示磁場的區(qū)域），邊長為2d的正方形線圈與磁場邊界重合。線圈以y軸為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢如圖乙所示。若僅磁場的區(qū)域發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢變?yōu)閳D丙所示實(shí)線部分，則變化后磁場的區(qū)域可能為（）嘗試解答【例4】（2024·河北高考4題）R1、R2為兩個(gè)完全相同的定值電阻，R1兩端的電壓隨時(shí)間周期性變化的規(guī)律如圖1所示（三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的3倍），R2兩端的電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個(gè)周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2為（）A.2∶3 B.4∶3C.2∶3 D.5∶4嘗試解答【例5】（2024·天津河西區(qū)二模）一個(gè)單匝矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。通過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，則以下說法正確的是（）A.零時(shí)刻線圈位于中性面位置B.t2時(shí)刻電流方向發(fā)生改變C.感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為2D.t1時(shí)刻到t3時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值為零嘗試解答考點(diǎn)三理想變壓器電能的輸送1.理想變壓器（1）三個(gè)基本關(guān)系①P入＝P出②U1U③I1I（2）三個(gè)決定關(guān)系①副線圈輸出的功率決定原線圈輸入的功率；②副線圈電流的變化決定原線圈電流的變化；③在匝數(shù)比一定的情況下，原線圈兩端的電壓決定副線圈兩端的電壓。2.電能的輸送（1）理清三個(gè)回路（2）分清三種關(guān)系電壓關(guān)系U1UU2＝ΔU＋U3U3U電流關(guān)系I1II2＝I3＝I線I3I功率關(guān)系P1＝P2P2＝P3＋ΔPΔP＝I線2R線P3＝P4【例6】（2024·河北石家莊模擬）如圖所示，理想變壓器原線圈與定值電阻R1＝12Ω串聯(lián)后接在正弦式交流電源上。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶5，定值電阻R2＝10Ω，理想交流電壓表的示數(shù)為20V，則交流電源電壓的峰值是（）A.120VB.1202VC.124VD.1242V嘗試解答【例7】（多選）（2024·全國甲卷19題）如圖，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數(shù)可通過滑動(dòng)觸頭T調(diào)節(jié)，副線圈回路接有滑動(dòng)變阻器R、定值電阻R0和R1、開關(guān)S。S處于閉合狀態(tài)，在原線圈電壓U0不變的情況下，為提高R1的熱功率，可以（）A.保持T不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)B.將T向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片位置不變C.將T向a端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)D.將T向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向e端滑動(dòng)嘗試解答【例8】（2024·山西晉中三模）2023年10月，國內(nèi)某品牌發(fā)布全液冷超級充電樁，可實(shí)現(xiàn)“一秒一公里”的充電速度?？傠娫吹匠潆姌兜暮喕娐穲D如圖所示。已知總電源輸出頻率為50Hz的正弦式交流電，升壓變壓器原線圈兩端電壓U1＝500V，輸電線的總電阻r＝25Ω，降壓變壓器的匝數(shù)比為n3∶n4＝15∶1，變壓器均視為理想變壓器。若給汽車充電時(shí)該充電樁獲得的電壓為1000V，功率為600kW，下列說法正確的是（）A.流經(jīng)充電樁電流的最大值為600AB.1s內(nèi)電流的方向變化50次C.若充電樁消耗的功率減小，在U1不變的情況下，充電樁獲得的電壓減小D.升壓變壓器的匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶32嘗試解答等效電阻法在變壓器電路中的應(yīng)用當(dāng)理想變壓器的副線圈接純電阻元件時(shí)，可以把理想變壓器（含副線圈中的元件）等效成一個(gè)電阻來處理，設(shè)原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，原線圈輸入電壓為U1，電流為I1，副線圈輸出電壓為U2，電流為I2，副線圈負(fù)載電阻為R，則等效電阻R等效＝U1I1＝n1n2【典例1】（2024·湖南高考6題）根據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)，截止到2023年9月，我國風(fēng)電裝機(jī)4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實(shí)驗(yàn)小組模擬風(fēng)力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個(gè)定值電阻R0。當(dāng)用戶端接一個(gè)定值電阻R時(shí)，R0上消耗的功率為P。不計(jì)其余電阻，下列說法正確的是（）A.風(fēng)速增加，若轉(zhuǎn)子角速度增加一倍，則R0上消耗的功率為4PB.輸電線路距離增加，若R0阻值增加一倍，則R0上消耗的功率為4PC.若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍，則R0上消耗的功率為8PD.若在用戶端再并聯(lián)一個(gè)完全相同的電阻R，則R0上消耗的功率為6P嘗試解答【典例2】（2024·湖南長沙期中）如圖所示的是節(jié)日彩燈供電電路圖，變壓器為理想變壓器，所有燈泡均相同，在A、B兩端接入電壓恒定的正弦交流電，若發(fā)現(xiàn)燈泡的燈光較暗，為使燈泡正常發(fā)光，需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，下列調(diào)節(jié)及結(jié)果判斷正確的是（） A.應(yīng)將滑動(dòng)變阻器R2滑片向右移B.調(diào)節(jié)后，變壓器原線圈輸入電壓變大C.調(diào)節(jié)后，電阻R1消耗的功率變大D.調(diào)節(jié)后，滑動(dòng)變阻器R2兩端的電壓增大嘗試解答提示：完成課后作業(yè)第一部分專題四第10講第11講電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用1.（2024·北京高考6題）如圖所示，線圈M和線圈P繞在同一個(gè)鐵芯上，下列說法正確的是（）A.閉合開關(guān)瞬間，線圈M和線圈P相互吸引B.閉合開關(guān)，達(dá)到穩(wěn)定后，電流表的示數(shù)為0C.斷開開關(guān)瞬間，流過電流表的電流方向由a到bD.斷開開關(guān)瞬間，線圈P中感應(yīng)電流的磁場方向向左2.（2024·江蘇高考10題）如圖所示，在絕緣的水平面上，有閉合的兩個(gè)線圈a、b，線圈a處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，線圈b位于右側(cè)無磁場區(qū)域，現(xiàn)將線圈a從磁場中勻速拉出，線圈a、b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向分別是（）A.順時(shí)針，順時(shí)針 B.順時(shí)針，逆時(shí)針C.逆時(shí)針，順時(shí)針 D.逆時(shí)針，逆時(shí)針3.（多選）（2024·山東高考11題）如圖所示，兩條相同的半圓弧形光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，其所在平面豎直且平行，導(dǎo)軌最高點(diǎn)到水平桌面的距離等于半徑，最低點(diǎn)的連線OO'與導(dǎo)軌所在豎直面垂直。空間充滿豎直向下的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），導(dǎo)軌左端由導(dǎo)線連接?，F(xiàn)將具有一定質(zhì)量和電阻的金屬棒MN平行OO'放置在導(dǎo)軌圖示位置，由靜止釋放。MN運(yùn)動(dòng)過程中始終平行于OO'且與兩導(dǎo)軌接觸良好，不考慮自感影響，下列說法正確的是（）A.MN最終一定靜止于OO'位置B.MN運(yùn)動(dòng)過程中安培力始終做負(fù)功C.從釋放到第一次到達(dá)OO'位置過程中，MN的速率一直在增大D.從釋放到第一次到達(dá)OO'位置過程中，MN中電流方向由M到N4.（2024·浙江6月選考13題）如圖所示，邊長為1m、電阻為0.04Ω的剛性正方形線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直。若線框固定不動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度以ΔBΔt＝0.1T/s均勻增大時(shí)，線框的發(fā)熱功率為P；若磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為0.2T，線框以某一角速度繞其中心軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框的發(fā)熱功率為2P，則ab邊所受最大的安培力為A.12NB.22NC.1ND.2考點(diǎn)一楞次定律法拉第電磁感應(yīng)定律1.感應(yīng)電流方向的判斷方法2.感應(yīng)電動(dòng)勢大小的求法情境圖研究對象表達(dá)式回路（不一定閉合）三種形式E＝nE＝nΔE＝nB一段直導(dǎo)線（或等效直導(dǎo)線）E＝Blv繞一端轉(zhuǎn)動(dòng)的一段導(dǎo)體棒E＝12Bl2繞與B垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)線框從圖示時(shí)刻計(jì)時(shí)e＝NBSωcosωt【例1】（2024·廣東深圳二模）如圖所示，一塊絕緣薄圓盤可繞其中心的光滑軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤的四周固定著一圈帶電的金屬小球，在圓盤的中部有一個(gè)圓形線圈。實(shí)驗(yàn)中圓盤沿順時(shí)針方向（俯視）繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向（俯視）的電流，則下列描述可能的是（）A.圓盤上金屬小球帶負(fù)電，且轉(zhuǎn)速減小B.圓盤上金屬小球帶負(fù)電，且轉(zhuǎn)速增大C.圓盤上金屬小球帶正電，且轉(zhuǎn)速不變D.圓盤上金屬小球帶正電，且轉(zhuǎn)速減小嘗試解答【例2】（2024·湖南高考4題）如圖，有一硬質(zhì)導(dǎo)線Oabc，其中abc是半徑為R的半圓弧，b為圓弧的中點(diǎn)，直線段Oa長為R且垂直于直徑ac。該導(dǎo)線在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線始終在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中。則O、a、b、c各點(diǎn)電勢關(guān)系為（）A.φO＞φa＞φb＞φc B.φO＜φa＜φb＜φcC.φO＞φa＞φb＝φc D.φO＜φa＜φb＝φc嘗試解答【例3】（2024·安徽蕪湖模擬）如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中有一由兩段14圓弧及其部分半徑構(gòu)成的導(dǎo)線框CDEF，且C點(diǎn)和F點(diǎn)正好是OD、OE的中點(diǎn)，14圓的半徑OE和OD與磁場邊緣重合，磁場方向垂直于14圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。使該線框繞過圓心O且垂直于圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過90°，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間均勻變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)過90°過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率ΔBA.ωB02π B.ωB0π C嘗試解答考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的電路問題電磁感應(yīng)中電路問題的解題流程【例4】（2024·四川宜賓一模）如圖所示，半徑為L的半圓形光滑導(dǎo)體框架MN垂直放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，長為L的導(dǎo)體桿OP繞圓心O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，N、O間接阻值為R的電阻，桿OP的電阻為r，框架電阻不計(jì)，求桿沿框架轉(zhuǎn)動(dòng)過程中：（1）電阻R兩端電壓；（2）電阻R消耗的電功率。嘗試解答【例5】（2024·浙江6月選考19題）某小組探究“法拉第圓盤發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)的功用”，設(shè)計(jì)了如圖所示裝置。飛輪由三根長a＝0.8m的輻條和金屬圓環(huán)組成，可繞過其中心的水平固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，不可伸長細(xì)繩繞在圓環(huán)上，系著質(zhì)量m＝1kg的物塊，細(xì)繩與圓環(huán)無相對滑動(dòng)。飛輪處在方向垂直環(huán)面的勻強(qiáng)磁場中，左側(cè)電路通過電刷與轉(zhuǎn)軸和圓環(huán)邊緣良好接觸，開關(guān)S可分別與圖示中的電路連接。已知電源電動(dòng)勢E0＝12V、內(nèi)阻r＝0.1Ω、限流電阻R1＝0.3Ω、飛輪每根輻條電阻R＝0.9Ω，電路中還有可調(diào)電阻R2（待求）和電感L，不計(jì)其他電阻和阻力損耗，不計(jì)飛輪轉(zhuǎn)軸大小。（1）開關(guān)S擲1，“電動(dòng)機(jī)”提升物塊勻速上升時(shí)，理想電壓表示數(shù)U＝8V，①判斷磁場方向，并求流過電阻R1的電流I；②求物塊勻速上升的速度v。（2）開關(guān)S擲2，物塊從靜止開始下落，經(jīng)過一段時(shí)間后，物塊勻速下降的速度與“電動(dòng)機(jī)”勻速提升物塊的速度大小相等，①求可調(diào)電阻R2的阻值；②求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。嘗試解答考點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的圖像問題解答圖像問題應(yīng)注意以下幾個(gè)方面（1）把握三個(gè)關(guān)注（2）掌握兩個(gè)常用方法①排除法：定性分析電磁感應(yīng)過程中某個(gè)物理量的變化趨勢、變化快慢，特別是分析物理量的方向（正、負(fù)），排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)。這種方法能快速解決問題，但不一定對所有問題都適用。②函數(shù)關(guān)系法：根據(jù)題目所給的條件寫出物理量之間的函數(shù)關(guān)系，再對圖像作出判斷，這種方法得到的結(jié)果準(zhǔn)確、詳細(xì)，但不夠簡捷。【例6】（2024·四川綿陽二模）如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌位于水平的xOy平面內(nèi)，導(dǎo)軌與x軸平行，左端接有電阻R。在x＞0的一側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場。一金屬桿與導(dǎo)軌垂直放置，且接觸良好，在外力F作用下沿x軸正方向由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)。t＝0時(shí)金屬桿位于x＝0處，不計(jì)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻。下列圖像中關(guān)于電路總功率P和所受外力F大小的圖像正確的是（）嘗試解答【例7】（多選）（2024·全國甲卷21題）如圖，一絕緣細(xì)繩跨過兩個(gè)在同一豎直面（紙面）內(nèi)的光滑定滑輪，繩的一端連接一矩形金屬線框，另一端連接一物塊。線框與左側(cè)滑輪之間的虛線區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，磁場上下邊界水平。在t＝0時(shí)刻線框的上邊框以不同的初速度從磁場下方進(jìn)入磁場。運(yùn)動(dòng)過程中，線框始終在紙面內(nèi)且上下邊框保持水平。以向上為速度的正方向，下列線框的速度v隨時(shí)間t變化的圖像中可能正確的是（）嘗試解答電磁感應(yīng)中含電容器的電路問題1.含“容”有v0，無外力情境質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿ab在水平光滑導(dǎo)軌上以速度v0開始運(yùn)動(dòng)，忽略導(dǎo)軌電阻等效電路桿速度為v時(shí)，電流I＝BLv－UCR（安培力F安＝BIL＝B2L運(yùn)動(dòng)過程加速度a＝F安m＝B2L2vmR－BLUCmR，桿做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)BLvmin＝能量角度桿減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能和桿產(chǎn)生的熱量動(dòng)量角度最終電容器兩端的電壓UCm＝BLvmin，最終電容器的電荷量q＝CUCm＝CBLvmin，由動(dòng)量定理可得－BIL·Δt＝mvmin－mv0，由于q＝I·Δt，聯(lián)立解得vmin＝m【典例1】在圖甲、乙、丙中，除導(dǎo)體棒ab可動(dòng)外，其余部分均固定不動(dòng)，圖甲中的電容器C原來不帶電。設(shè)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也不計(jì)。圖中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直于水平面（即紙面）向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌足夠長。今給導(dǎo)體棒ab一個(gè)向右的初速度v0，在圖甲、乙、丙三種情形下導(dǎo)體棒ab的最終運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是（）A.三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均做勻速運(yùn)動(dòng)B.圖甲、丙中，ab棒最終將以不同的速度做勻速運(yùn)動(dòng)；圖乙中，ab棒最終靜止C.圖甲、丙中，ab棒最終將以相同的速度做勻速運(yùn)動(dòng)；圖乙中，ab棒最終靜止D.三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均靜止嘗試解答2.含“容”有外力，F(xiàn)恒定，v0＝0情境質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿ab在水平光滑導(dǎo)軌上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，所受外力F恒定，忽略導(dǎo)軌電阻運(yùn)動(dòng)過程電容器持續(xù)充電，F(xiàn)－BIL＝ma，I＝ΔQΔt，ΔQ＝CΔU＝CBLΔv，a＝ΔvΔt，聯(lián)立解得a＝能量角度F做的功一部分轉(zhuǎn)化為桿的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為電容器的電場能，即WF＝12mv2＋E【典例2】足夠長的平行金屬導(dǎo)軌ab、cd水平放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，ac之間連接有電容為C的電容器，導(dǎo)軌間距為l，長度為l的光滑金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌接觸良好，俯視圖如圖所示。金屬棒在水平恒力F的作用下開始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒運(yùn)動(dòng)距離為x時(shí)撤去外力F，整個(gè)過程電容器未被擊穿，重力加速度為g。（1）在外力F作用下金屬棒做什么運(yùn)動(dòng)？（2）在外力F的作用下，電容器的電荷量隨時(shí)間如何變化？（3）撤去外力F時(shí)金屬棒的速度為多少？（4）撤去外力F后金屬棒做什么運(yùn)動(dòng)？嘗試解答提示：完成課后作業(yè)第一部分專題四第11講素養(yǎng)培優(yōu)6電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)、能量和動(dòng)量的綜合動(dòng)力學(xué)與能量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用1.電磁感應(yīng)綜合問題的解題思路2.求解焦耳熱Q的三種方法（1）焦耳定律：Q＝I2Rt，適用于電流恒定的情況；（2）功能關(guān)系：Q＝W克安（W克安為克服安培力做的功）；（3）能量轉(zhuǎn)化：Q＝ΔE（其他能的減少量）?！镜淅?】（多選）（2024·吉林高考9題）如圖，兩條“”形的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，間距為L，左、右兩導(dǎo)軌面與水平面夾角均為30°，均處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2B和B。將有一定阻值的導(dǎo)體棒ab、cd放置在導(dǎo)軌上，同時(shí)由靜止釋放，兩棒在下滑過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。ab、cd的質(zhì)量分別為2m和m，長度均為L。導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)，重力加速度大小為g，兩棒在下滑過程中（）A.回路中的電流方向?yàn)閍bcdaB.ab中電流趨于3C.ab與cd加速度大小之比始終為2∶1D.兩棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢始終相等嘗試解答【典例2】（2024·江蘇震澤中學(xué)模擬）如圖所示的是水平平行光滑導(dǎo)軌M、N和P、Q，M、N的間距為L，P、Q的間距為2L。M、N上放有一導(dǎo)體棒ab，ab與導(dǎo)軌垂直，質(zhì)量為m，電阻為R。P、Q上放有一導(dǎo)體棒cd，cd也與導(dǎo)軌垂直，質(zhì)量為2m，電阻為2R。導(dǎo)軌電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場豎直穿過導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。初始兩導(dǎo)體棒靜止，設(shè)在極短時(shí)間內(nèi)給ab一個(gè)水平向左的速度v0，使ab向左運(yùn)動(dòng)，最后ab和cd的運(yùn)動(dòng)都達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。求：（1）剛開始運(yùn)動(dòng)的瞬間，ab和cd的加速度大小和方向；（2）穩(wěn)定后ab和cd的速度大??；（3）整個(gè)過程中ab產(chǎn)生的熱量。嘗試解答動(dòng)量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用角度1動(dòng)量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用在導(dǎo)體單桿切割磁感線做變加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，若運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和能量觀點(diǎn)不能解決問題，可運(yùn)用動(dòng)量定理巧妙解決問題。求解的物理量應(yīng)用示例電荷量或速度－BILΔt＝mv2－mv1，q＝IΔt，即－BqL＝mv2－mv1位移－B2L2vΔtR總＝0－mv0，時(shí)間－BILΔt＋F其他Δt＝mv2－mv1，即－BLq＋F其他Δt＝mv2－mv1，已知電荷量q、F其他（F其他為恒力）－B2L2vΔtR總＋F其他Δ即－B2L2xR總＋F其他Δt＝已知位移x、F其他（F其他為恒力）【典例3】（多選）（2024·山東聊城一模）如圖所示，四條光滑的足夠長的金屬導(dǎo)軌M、N、P、Q平行放置，導(dǎo)軌固定于絕緣水平面上，M、N導(dǎo)軌間距為2L，P、Q導(dǎo)軌間距為L，兩組導(dǎo)軌間由導(dǎo)線相連，導(dǎo)軌內(nèi)存在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，兩根質(zhì)量均為m、接入電路的電阻均為R的導(dǎo)體棒C、D分別垂直于導(dǎo)軌放置，且均處于靜止?fàn)顟B(tài)。C獲得向右的瞬時(shí)速度v0，同時(shí)使導(dǎo)體棒D獲得向左的瞬時(shí)速度13v0。兩導(dǎo)體棒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌接觸良好，且均未到達(dá)兩組導(dǎo)軌連接處。則下列說法正確的是（A.開始階段，導(dǎo)體棒C、D均做減速運(yùn)動(dòng)，C先減速至零B.達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒C、D均向右運(yùn)動(dòng)C.從t＝0時(shí)至穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的過程中，通過導(dǎo)體棒的電荷量為mD.從t＝0時(shí)至穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的過程中，通過導(dǎo)體棒的電荷量為7嘗試解答角度2動(dòng)量守恒定律在電磁感應(yīng)中的