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2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题90电磁感应中的动量问题(含详解)

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2023届高考一轮复习通用版 专题九 电磁感应中的动力学、能量和动量问题 学案

2023届高考一轮复习通用版 专题九 电磁感应中的动力学、能量和动量问题 学案

专题九电磁感应中的动力学、能量和动量问题关键能力•分层突破考点一电磁感应中的动力学问题解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”，具体思路如下XXXXXXXXXXXXXXX例U2021 .全国甲卷，21］（多项选择）由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍.现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如下图.不计空气阻力，下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平.在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（）A.甲和乙都加速运动B.甲和乙都减速运动C.甲加速运动，乙减速运动D.甲减速运动，乙加速运动跟进训练1J2021 .山东卷，12K多项选择）如下图，电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上.区域i 、n 中磁场方向均垂直斜面向上，I 区中磁感应强度随时间均匀增加，n 区中为 匀强磁场.阻值恒定的金属棒从无磁场区域中。

处由静止释放，进入n 区后，经匕下行至。

处反向上行.运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好.在第一次下行和上行的过程中， 以下表达正确的选项是()A.金属棒下行过h 时的速度大于上行过人时的速度B.金属棒下行过b 时的加速度大于上行过人时的加速度C.金属棒不能回到无磁场区D.金属棒能回到无磁场区，但不能回到〃处2.如图甲所示，间距为L=0.5m 的两条平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁 场中，磁场的磁感应强度3=0.2T,轨道左侧连接一定值电阻R=1Q.垂直导轨的导体棒用 在水平外力尸作用下沿导轨运动，并始终与导轨接触良好.1=0时刻，导体棒从静止开始 做匀加速直线运动，力尸随时间［变化的规律如图乙所示.导体棒与导轨间的动摩擦因 数为〃=0.5,导体棒和导轨的电阻均不计.取g=10m/s2,求：XX ―X-X X >TF XX X(1)导体棒的加速度大小;(2)导体棒的质量.考点二电磁感应中的能量问题1.能量转化人XXX X 募 XX3.解题的一般步骤⑴确定研究对象（导体棒或回路）；⑵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;⑶根据功能关系或能量守恒定律列式求解.XI：!x~x~xTx~x~X X X ° X X XJ、例2[2021 .湖南卷，10]（多项选择）两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为3通过长为L的绝缘轻质杆相连，构成如下图的组合体.距离组合体下底边H处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场.磁场区域上下边界水平，高度为3左右宽度足够大.把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度内水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小3使其匀速通过磁场，不计空气阻力.以下说法正确的选项是（）A.B.C.D. 量不变B与uo 无关,与成反比通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等调节"、"。

江苏省2023年高考物理模拟(一模、二模、三模)试题知识点分类训练：电磁学解答题(电磁感应)

江苏省2023年高考物理模拟(一模、二模、三模)试题知识点分类训练：电磁学解答题(电磁感应)

江苏省2023年高考物理模拟（一模、二模、三模）试题知识点分类训练：电磁学解答题（电磁感应）一、解答题1．（2023·江苏南通·统考二模）半径为1r 的单匝线圈放置在绝缘的水平面上，线圈的电阻为R ，O 为圆心．以O 为圆心、半径为()001r r r <的圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律为0B B kt =-，在磁感应强度由0B 减为0的过程中，求：（1）线圈中产生的感应电流I ；（2）线圈中产生的焦耳热Q 和通过线圈横截面的电量q 。

2．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，质量为m 的“匚”型金属导轨abcd ，静止放在足够大的光滑水平面上，导轨的宽为L ，长为2L ，cd 部分的电阻为R ，bc 和ad 部分电阻不计，P 、P ′分别为bc 和ad 的中点，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场（未画出，范围足够大）中。

一质量为m 、长为L 、电阻为R 的金属棒MN 以速度v 从ab 端滑上导轨，并最终在PP ′处与导轨相对静止。

已知金属棒和导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，整个过程金属棒和导轨接触良好。

求：（1）MN 刚滑上导轨时，金属导轨的加速度a 的大小；（2）整个过程金属棒上产生的焦耳热Q ；3．（2023·江苏·统考一模）将一根绝缘硬质细金属丝顺次绕成如图所示的“8”字形线圈，两个圆形线圈半径分别为2r 和r ，匀强磁场垂直于线圈平面，磁感应强度B 随时间t 变化的规律为B =B 0+kt ，已知线圈总电阻为R 。

（1）仅将大圆线圈置于磁场中，求线圈中的电流I；（2）将该线圈全部置于磁场中，求在时间t内通过线圈横截面的电荷量q。

4．（2023·江苏·统考二模）两条平行光滑金属导轨所在平面与水平面夹角为θ，间距为L，导轨顶端连接阻值为R的电阻。

2022-2023年高考物理一轮复习 电磁感应规律及综合应用课件 (2)(重点难点核心热点经典考点)

2022-2023年高考物理一轮复习 电磁感应规律及综合应用课件 (2)(重点难点核心热点经典考点)
电磁感应规律及综合应用
考点 楞次定律和法拉第电磁感应定律 解|题|必|备
1．判定感应电流方向的两种方法 (1)楞次定律：一般用于线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形。 (2)右手定则：一般用于导体棒切割磁感线的情形。 2．求感应电动势的方法 (1)感生电动势：
E＝nΔΔΦt SB不不变变时时EE＝＝nnSBΔΔΔΔBtSt如题组冲关2题
解析 逆向推理法：根据右手螺旋定则可知，导线 ab 在 MN 所在处产生 的磁场方向垂直纸面向里，MN 在安培力作用下向右运动，说明 MN 受到的安 培力向右，由左手定则可知，MN 中的电流方向由 M 指向 N，由右手螺旋定则 可知，线圈 L1 中感应磁场方向竖直向上，由楞次定律可知，线圈 L2 中磁通量 的变化情况为向上减小或向下增加，由右手螺旋定则可知，PQ 中的电流从 Q 到 P 且逐渐减小或从 P 到 Q 且逐渐增大，再由右手定则可知，PQ 可能是向左 加速运动或向右减速运动。故 B、C 两项正确，A、D 两项错误。这种方法可 直接推出结果，但要求学生对规律熟练使用。
顺序推理法：对 A 项，PQ 向右加速运动，L2 上端为 N 极且磁通量增加， 由楞次定律可推出 L1 的下端为 N 极，电流由 N 到 M，S 闭合时 MN 向左运动， 故 A 项错误。同理，可分析得出 B、C 两项正，D 项错误。这种方法简单， 但花费时间较长。
答案 BC
考点 电磁感应中的图象问题 解|题|必|备
答案 AD
2．图甲为手机及无线充电板。图乙为充电原理示意图。充电板接交流 电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机 内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充 电。为方便研究，现将问题做如下简化：设送电线圈的匝数为 n1，受电线 圈的匝数为 n2，面积为 S，若在 t1 到 t2 时间内，磁场(垂直于线圈平面向上、 可视为匀强磁场)的磁感应强度由 B1 均匀增加到 B2。下列说法正确的是 ()

2022-2023年高考物理一轮复习 磁场的基本性质课件(重点难点易错点核心热点经典考点)

2022-2023年高考物理一轮复习 磁场的基本性质课件(重点难点易错点核心热点经典考点)

下列表述错误的是
()
A．M带负电，N带正电 B．M的速率小于N的速率
C．洛伦兹力对M、N都做正功
D．M在磁场中的运动时间大于N在磁场中的运动时间
解析：由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故A正
确；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvB＝m
v2 r
，
半径为：r＝
mv qB
，在质量与电荷量大小相同的情况下，半径
磁场的基本性质
考点一 磁场对电流的作用力 本考点是对磁场及安培力知识的考查，常涉及磁场的叠 加、安培定则，特别是涉及左手定则、安培力的平衡和一)必备知识——安培力的大小和方向
(二)重点提醒——解题常见的两大失误点 1．通电导线或圆环周围的磁场方向可用右手螺旋定则 确定，磁场方向画线要准确，避免磁场的叠加结果跑偏，如 诊断卷第1题。 2．安培力作用下导体棒的平衡与运动问题与力学中的 平衡与运动问题的处理方法相同，只是安培力会随着磁场 B、电流I及导线长度L的变化而变化，如诊断卷第2、3题。
故D错误。根据θ＝ωt知角速度之比为1∶2，由v＝ωr可知半
径之比为2∶1，故B正确。根据qvB＝m
v2 r
得r＝
mv Bq
，所以磁
感应强度大小之比为1∶2，且根据运动方向可知两个磁场的
(三)三个技巧提醒解题妙 1．洛伦兹力永不做功，只改变粒子速度方向，不改变 粒子速度的大小。如诊断卷第4题，由电子的速率不变可 知，B、D均错误。 2．注意“对称性”的应用 (1)粒子从直线边界射入磁场，再从这一边界射出时，速 度方向与边界的夹角相等。 (2)粒子沿径向射入圆形磁场区域时，必沿径向射出磁场 区域。
考点二 带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在匀强磁场中的运动是每年必考的内容，涉及的 考点主要有：磁场对运动电荷的作用，带电粒子在匀强磁场中 的运动等。由于此类问题考查考生的空间想象能力，运用数学 知识解决物理问题的能力，综合性较强，但难度一般不大，解 答时应注意洛伦兹力永不做功的特点，明确半径公式、周期公 式，正确画出运动轨迹草图等，考生应学会灵活变通。

2022-2023年高考物理一轮复习 电磁感应综合问题课件(重点难点易错点核心热点经典考点)

2022-2023年高考物理一轮复习 电磁感应综合问题课件(重点难点易错点核心热点经典考点)

磁感应强度大小均为B，但方向相反，圆环
的电阻为2R。一根长度为2r、电阻为R的金
属棒MN绕着圆环的圆心O点紧贴着圆环以
角速度ω沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒MN与
圆环始终接触良好。下列说法正确的是
()
A．金属棒MN两端的电压大小为13Bωr2 B．圆环消耗的电功率是变化的 C．圆环中电流的大小为B3ωRr2 D．金属棒MN旋转一周的过程中，电路中产生的热量为
[典例] 如图甲所示，平行长直金属导轨水平放置，间 距L＝0.4 m，导轨右端接有阻值R＝1 Ω的电阻，导体棒垂直 放置在轨上，且接触良好，导体棒及导轨电阻均不计。导 轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线 与导轨垂直，长度也为L。从0时刻开始，磁感应强度B的大 小随时间t变化，规律如图乙所示；同一时刻，棒从导轨左 端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场。若使棒在导轨上 始终以速度v＝1 m/s做直线运动，求：
4πB2ωr4
3R
解析：由右手定则，MN中电流方向由M到N，根据法拉第电
磁感应定律可得，产生的感应电动势为OM、ON分别切割磁
感线产生的感应电动势之和，即E＝
1 2
Bωr2×2＝Bωr2，且保
持不变。圆环的电阻由两个电阻为R的半圆并联组成，所以
圆环的总电阻为
1 2
R，所以通过金属棒MN的电流：I＝
E 12R＋R
＝2B3ωRr2，MN两端的电压：U＝I·12R＝13Bωr2，流过圆环的电
流：I′＝
1 2
I＝
Bωr2 3R
，故A、C正确；由以上分析可知，流过
圆环的电流不变，则圆环消耗的电功率不变，故B错误；MN
旋转一周外力做功为W＝EIt＝Bωr2×2B3ωRr2×2ωπ＝4πB3R2ωr4，

2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题91电磁感应中的综合问题(解析版)

2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题91电磁感应中的综合问题(解析版)
故棒ab再次进入磁场后做匀速运动
下降过程中克服安培力做的功
WA2＝ (x2－x1)＝0.144J
Q＝WA1＋WA2＝0.324J。
第三部分最新模拟题精选
1.（2022山东四县区质检）如图所示，M1M2与P2P1是固定在水平面上的两光滑平行导轨，间距为L1=1m，M1M2P2P1区域内存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度B1=1T。N1N2与Q1Q2也是固定在水平面上的两光滑平行导轨，间距为L2=0.5m，并用导线与M1M2与P2P1相连接，N1N2Q1Q2区域内存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B2=2T。在M1M2P2P1区域放置导体棒G，其质量m1=2kg、电阻R1=1Ω、长度L1=1m，在N1N2Q1Q2区域内放置导体棒H，其质量m2=1kg、电阻R2=1Ω、长度L2=0.5m。刚开始时两棒都与导轨垂直放置，且H棒被锁定，两个区域导轨都足够长且棒始终与导轨接触良好。（1）要想使G棒在水平向右的外力作用下做初速度为零、a=2m/s2匀加速直线运动，请写出力F与时间t的关系式；
二、单杆和导轨模型
初态
v0≠0
v0＝0
示意图
质量为m，电阻不计的单杆ad以一定初速度v0在光滑水平轨道上滑动，
轨道水平光滑，杆ad质量为m，电阻不计，两平行导轨间距为L
轨道水平光滑，单杆ab质量为m，电阻不计，两平行导轨间距为L，拉力F恒定
轨道水平光滑，单杆ab质量为m，电阻不计，两平行导轨间距为L，拉力F恒定
所以杆以恒定的加速度匀加速运动
能量
分析
动能全部转化为内能： mv02＝Q
电能转化为动能和内能，E电＝ mvm2＋Q
外力做功转化为动能和内能：WF＝ mvm2＋Q
外力做功转化为电能和动能：

2023届高考物理一轮复习知识精讲与2022高考题模考题训练 与科技相关的带电粒子在电磁场中的运动

2023届高考物理一轮复习知识精讲与2022高考题模考题训练 与科技相关的带电粒子在电磁场中的运动

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练第十四章 带电粒子在电磁场中的运动 专题82 与科技相关的带电粒子在电磁场中的运动第一部分 知识点精讲带电粒子在电磁场中的运动，与现代科技密切相关，无论是航天、原子能，还是医疗、家电，都运用到带电粒子在电磁场中的运动的知识。

第二部分 最新高考题精选1. （2022·全国理综乙卷·21）一种可用于卫星上的带电粒子探测装置，由两个同轴的半圆柱形带电导体极板（半径分别为R 和R d +）和探测器组成，其横截面如图（a ）所示，点O 为圆心。

在截面内，极板间各点的电场强度大小与其到O 点的距离成反比，方向指向O 点。

4个带正电的同种粒子从极板间通过，到达探测器。

不计重力。

粒子1、2做圆周运动，圆的圆心为O 、半径分别为1r 、()212r R r r R d <<<+；粒子3从距O 点2r 的位置入射并从距O 点1r 的位置出射；粒子4从距O 点1r 的位置入射并从距O 点2r 的位置出射，轨迹如图（b ）中虚线所示。

则（ ）A. 粒子3入射时的动能比它出射时的大B. 粒子4入射时的动能比它出射时的大C. 粒子1入射时的动能小于粒子2入射时的动能D. 粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能【参考答案】BD 【名师解析】．在截面内，极板间各点的电场强度大小E 与其到O 点的距离r 成反比，可设为Er k =带正电的同种粒子1、2在均匀辐向电场中做匀速圆周运动，则有2111v qE m r =，2222v qE m r =可得2112211222qE r qE r mv ==，即粒子1入射时的动能等于粒子2入射时的动能，故C 错误； 粒子3从距O 点2r 的位置入射并从距O 点1r 的位置出射，做向心运动，电场力做正功，则动能增大，粒子3入射时的动能比它出射时的小，故A 错误；粒子4从距O 点1r 的位置入射并从距O 点2r 的位置出射，做离心运动，电场力做负功，则动能减小，粒子4入射时的动能比它出射时的大，故B 正确；粒子3做向心运动，有2322v qE m r >，可得22223111222qE r mv mv <= 粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能，故D 正确；2．（14分）（2021高考新课程I 卷山东卷）某离子束实验装置的基本原理如图甲所示。

2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题84法拉第电磁感应定律(解析版)

2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题84法拉第电磁感应定律(解析版)
(3)通过导线横截面的电荷量q。
【名师解析】：(1)感应电动势的平均值E＝
磁通量的变化量ΔΦ＝BΔS
解得E＝
代入数据得E＝0.12V。
(2)感应电流平均值I＝
在 到 的过程中，设转过的角度为 ，由几何关系可得
进入磁场部分线框 面积 穿过线圈的磁通量
线圈产生的感应电动势 ，感应电动势的变化率
对 求二次导数得
在 到 的过程中 一直变大，所以E的变化率一直增大，故C正确，D错误。
3．（2022·全国理综甲卷·16）三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为 和 。则（）
A．通过金属棒的电流为
B．金属棒到达 时，电容器极板上的电荷量为
C．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电
D．金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定
【参考答案】A
【名师解析】在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，其切割磁感线产生感应电动势的有效长度为L=2vttanθ，在回路内产生的感应电动势E=BLv=2Bv2ttanθ，在△t时间内电容器极板上电荷量增加△q=C△E，△E=2Bv2tanθ△t，通过金属棒的电流为I=△q/△t= ，选项A正确；金属棒到达 时，其切割磁感线产生感应电动势的有效长度为L=2x0tanθ，在回路内产生的感应电动势E=BLv=2Bvx0tanθ，电容器极板上的电荷量为Q=CE=2 ，选项B错误；由楞次定律可判断出金属棒运动过程中，电容器的上极板带正电，选项C错误；金属棒运动过程中，金属棒所受安培力FA=BIL=BI·2vttanθ，金属棒匀速运动，F=FA，外力F做功的功率P=Fv随时间增大，选项D错误。

2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题87电磁感应中图像问题(解析版)

2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题87电磁感应中图像问题(解析版)
A. B.
C. D.
【参考答案】B
【名师解析】
因为线框各边电阻均匀，ab边进入磁场后，ab相当于电源，则ab两端电势差为路端电压，即
由右手定则判断出感应电流方向沿逆时针方向，则a的电势高于b的电势，Uab为正；线框全部进入磁场后，线框中虽然感应电流为零，但ab两端仍有电势差，且Uab=U0，由右手定则判断可知，a的电势高于b的电势，Uab为正；ab边穿出磁场后，cd边切割磁感线，相当于电源，ab两端电压为
【一题多解】导轨上一金属棒 沿 轴正向以速度 保持匀速运动，在0~L/v0时间内，金属棒有效切割长度均匀增大，回路中产生的感应电动势均匀增大，根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻的电流强度i均匀增大；在L/v0~2L/v0时间内，金属棒有效切割长度不变，回路中产生的感应电动势不变，根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻的电流强度i不变；在2L/v0~3L/v0时间内，金属棒有效切割长度均匀减小，回路中产生的感应电动势均匀减小，根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻的电流强度i均匀减小，所以运动过程中通过电阻的电流强度 随时间变化的图像A可能正确；金属棒受到安培力的大小 =BiL，金属棒开始运动时，金属棒所受安培力一定大于0，所以图像B错误；金属棒克服安培力做功的功率为 =Fv0，图像C可能正确；根据欧姆定律，电阻两端的电压为U=IR，图像形状与图像A类似，所以图像D错误。
【参考答案】BC
【名师解析】第1 s内，ae边切割磁感线，由E＝BLv可知，感应电动势不变，导体框总电阻一定，故感应电流一定，由安培力F＝BIL可知，ab边所受安培力与ab边进入磁场的长度成正比。第2 s内，导体框切割磁感线的有效长度均匀增大，感应电动势均匀增大，感应电流均匀增大。第3～4 s内，导体框在第二象限内切割磁感线的有效长度保持不变，在第一象限内切割磁感线的有效长度不断增大，但两象限磁场方向相反，导体框的两部分感应电动势方向相反，所以第2 s末感应电动势达到最大，之后便不断减小；第3 s末与第1 s末，导体框切割磁感线的有效长度相同，可知第3 s末与第1 s末线框中产生的感应电流大小相等，但第3 s末ab边进入磁场的长度是第1 s末的3倍，即ab边所受安培力在第3 s末的大小等于第1 s末所受安培力大小的3倍。综上可知A、D错误，B、C正确。

2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题119光电效应(解析版)

2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题119光电效应(解析版)
运动预言
如果知道了加速度，可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量
自然界在微观层次上是由随机性和机遇支配的，不能预言粒子的位置和动量
自然界的变化
自然界的变化是连续的
自然界的变化是不连续的
第二部分最新高考题精选
1.（2022高考河北）如图是密立根于1916年发表的纳金属光电效应的遏止电压 与入射光频率 的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（ ）
牛顿经典力学
量子力学
粒子是波，波是无边无际的
粒子的特征
物质是由粒子组成的，粒子是一个实体
研究对象
研究对象分成几部分，可以对每一部分进行研究
不能把微观体系看成是由可以分开的几部分组成的，因为两个粒子从波的角度来看，它们是纠缠在一起的
轨迹描述
可以同时用质点的位置和动量精确地描述它的运动，轨迹可以确定
不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，不能用轨迹描述运动
（3）“入射光强度”指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量，在入射光频率ν不变时，光强正比于单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数。若入射光频率不同，即使光强相同，单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同(形成的光电流也不相同)。
（4）“饱和电流”对应从阴极发射出的电子全部被“拉向”阳极的状态，即使电压再增大，电流也不会增大。当光电流达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比。
5.爱因斯坦光电效应方程
（1）．爱因斯坦的光子说
在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s。(称为普朗克常量)

2022-2023年高考物理一轮复习 电磁感应 (2)

2022-2023年高考物理一轮复习 电磁感应 (2)

今日训练
解析：根据题述金属杆恰能保持静止，由平衡条件可得 mg＝ B2I·2a，通过金属杆的电流大小为 I＝2maBg2，A 项错误；由楞次 定律可知，通过金属杆的电流方向为从 B 到 A，B 项正确；根 据区域 C1 中磁场的磁感应强度随时间按 B1＝B0＋kt(k＞0)变 化，可知ΔΔBt1＝k，C1 中磁场变化产生的感应电动势 E＝ΔΔBt1πa2 ＝kπa2，由闭合电路欧姆定律 E＝I(r＋R)，联立解得定值电阻 的阻值为 R＝2πmkBg2a3－r，C 项正确；整个电路的热功率 P＝ EI＝kπa2·2maBg2＝πk2aBm2 g，D 项正确。 答案：BCD
设 1～3 s 内电动势为 E′，由法拉第电磁感应定律可得 E′＝ΔΔBt S＝1 V 1～3 s 内产生的热量为 Q2＝ER′2t2＝4 J 0～3 s 内产生的热量为 Q＝Q1＋Q2＝12 J。 答案：(1)4 N 方向向左 (2)12 J
5．图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为 n，面积为 S.若在 t1 到 t2 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿 过线圈，其磁感应强度大小由 B1 均匀增加到 B2，则该段时间线圈 两端 a 和 b 之间的电势差 φa－φb( )
(2)金属棒进入磁场后，对物块和金属棒组成的系统，F 安＝ mg，所以金属棒在磁场中做匀速运动， 设在磁场运动的时间为 t′，由运动学公式 x＝vt′ 解得 t′＝1 s 金属棒运动 1 s 被锁定，在 0～1 s 内电路中产生的焦耳热 Q1＝I2Rt′＝8 J 锁定后，由题图乙可知，ΔΔBt ＝1 T/s， 磁场的面积 S＝Lx＝1 m2，
2．[多选]如图所示，
为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小
均为 B，方向分别垂直纸面向外、向里
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（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈产生的电动势；
（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；
（3）火箭主体的速度从v0减到零的过程中系统产生的电能。
8.(10分）(2022浙江模拟)如图，相距L的光滑金属导轨，半径为R的 的圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面，ZYDE范围内有方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd棒没有接触。已知ab的质量为m，电阻为r，cd棒的质量为2m，电阻为r，金属导轨的电阻不计。回答下列有关小题： （1）求当ab棒到达圆弧底端时对轨道的压力大小；
（1）求M刚进入磁场时受到 安培力F的大小和方向；
（2）若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为 ，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到 的最小距离x；
（3）初始时刻，若N到 的距离与第（2）问初始时刻的相同、到 的距离为 ，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。
【参考答案】（1） ，方向水平向左；（2）① ，② ；（3）2≤k＜3
【命题意图】本题考查电磁感应、闭合电路欧姆定律、安培力、动量定理、动量守恒定律及其相关知识点.
【名师解析】
（1）细金属杆M以初速度v0向右刚进入磁场时，产生的动生电动势为E=BLv0
电流方向为a→b，电流的大小为I=E/2R
则所受的安培力大小为F=BIL=
安培力的方向由左手定则可ห้องสมุดไป่ตู้水平向左；
（2）①金属杆N在磁场内运动过程中，由动量定理有
（1）求M刚进入磁场时受到 安培力F的大小和方向；
（2）若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为 ，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到 的最小距离x；
（3）初始时刻，若N到 的距离与第（2）问初始时刻的相同、到 的距离为 ，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。
2.(2021新高考福建)如图，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计.图中 矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场.在t=t1时刻，两均匀金属棒a、b分别从磁场边界 、 进入磁场，速度大小均为v0；一段时间后，流经a棒的电流为0，此时t=t1，b棒仍位于磁场区域内.已知金属棒a、b相同材料制成，长度均为L，电阻分别为R和2R，a棒的质量为m.在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，a、b棒没有相碰，则
（1）cd棒从NQ端抛出时的速度大小 ；
（2）cd棒抛出前瞬间ab棒所受安培力的功率P；
（3）最终电容器存储的电荷量Q。
7.（14分）(2022山东烟台重点高中期末)
随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成为了各国都在重点突破的技术。其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞，为此设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd；②火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈(图中未画出)，超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v0，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零；线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽略不计；ab边长为l，火箭主体质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，求：
且
联立解得通过回路的电荷量为
②设两杆在磁场中相对靠近的位移为△x，有
整理可得
联立可得
若两杆在磁场内刚好相撞，N到ab的最小距离为
（3）两杆出磁场后在平行光滑长直金属导轨上运动，若N到cd的距离与第（2）问初始时刻的相同、到ab的距离为kx（k＞1），则N到ab边的速度大小恒为 ，根据动量守恒定律可知
解得N出磁场时，M的速度大小为
由题意可知，此时M到cd边的距离为s=（k-1）x
若要保证M出磁场后不与N相撞，则有两种临界情况：
①M减速到 时出磁场，速度刚好等于N的速度，一定不与N相撞，对M根据动量定理有
联立解得
k=2
②M运动到cd边时，恰好减速到零，则对M由动量定理有
同理解得
k=3
综上所述，M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围为2≤k＜3
(2)当题目中涉及电荷量或平均电流时，可应用动量定理 L·Δt＝m·Δv、q＝ ·Δt来解决问题。
第二部分最新高考题精选
1.（2022高考辽宁物理）如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。 区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度 向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
A.当P棒进人轨道的水平部分后，P棒先做加速度逐渐减小的减速直线运动
B.当P棒进入轨道的水平部分后，Q棒先做匀加速直线运动
C.Q棒的最终速度和P棒最终速度相等
D.P棒的最终速度vP= ，,Q棒的最终速度vＱ=
４.（2021四川绵阳三模）如图所示，两足够长且电阻不计的光滑金属导轨在同一水平面平行放置，虚线CD垂直于导轨，CD右边区域有竖直向上的匀强磁场B。.两金属杆a、b长度与导轨宽度相等，在导轨上始终与导轨垂直且接触良好。杆a不计电阻，质量为m,杆b电阻为R,质量为2m,杆b初始位置距离虚线CD足够远。杆a从CD左边某位置以初速度vo开始向右运动，第一次杆b固定，第二次杆b自由静止。两次相比较
（1）金属杆刚进入磁场时的速度大小及金属杆ab两端的电压Uab；
（2）金属杆离开磁场的速度大小及整个过程中电阻R放出的热量；
（3）磁场区域（即桌面）的宽度．
2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练
第十五章电磁感应
专题90 电磁感应中的动量问题
第一部分知识点精讲
动量观点在电磁感应中的应用
(1)对于两导体棒在平直的光滑导轨上运动的情况，如果两棒所受的外力之和为零，则考虑应用动量守恒定律处理问题。
A. 金属杆ab和金属导轨组成的系统机械能守恒
B. 金属杆ab和金属导轨组成的系统动量守恒
C. 金属杆ab和金属导轨组成的系统机械能不守恒
D. 金属杆ab和金属导轨组成的系统动量不守恒
３．. (2021郑州三模)光滑平行异型导轨abcd与a'b'c'd'如图所示，轨道的水平部分bcd、b'c'd'处于竖直向上的匀强磁场中，bc段轨道宽度为cd段轨道宽度的2倍，bc段和cd段轨道都足够长，但abcd与a'b'c'd'轨道部分的电阻都不计。现将质量相同的金属棒P和Q(P和Q都有电阻，但具体阻值未知）分别置于轨道上的ab段和cd段，将P棒置于距水平轨道高为h处由静止释放，使其自由下滑，重力加速度为g.则
A.t1时刻a棒加速度大小为
B.t1时刻b棒的速度为0
C.t1~t2时间内，通过a棒横截面的电荷量是b棒的2倍
D.t1~t2时间内，a棒产生的焦耳热为
3.(多选)(2019·全国卷Ⅲ)如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。t＝0时，棒ab以初速度v0向右滑动。运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示。下列图象中可能正确的是()
(1)ab棒在N处进入磁场区速度是多大？此时棒中电流是多少？
(2)cd棒能达到的最大速度是多大？
(3)cd棒由静止到达最大速度过程中，系统所能释放的热量是多少？
10．（12分）（2021南京期末）如图所示，两光滑金属导轨，导轨电阻不计，间距d＝2m，在桌面上的部分是水平的，仅在桌面上有磁感应强度B＝1T、方向竖直向下的有界磁场，导轨一端接电阻R＝3Ω，桌面高H＝0.45m，金属杆ab质量m＝0.2kg，其电阻r＝1Ω，长度略大于导轨的宽度．从导轨上距桌面h＝0.8m的高度处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s＝0.6m，取g＝10m/s2，求：
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第十五章电磁感应
专题90 电磁感应中的动量问题
第一部分知识点精讲
动量观点在电磁感应中的应用
(1)对于两导体棒在平直的光滑导轨上运动的情况，如果两棒所受的外力之和为零，则考虑应用动量守恒定律处理问题。
(2)当题目中涉及电荷量或平均电流时，可应用动量定理 L·Δt＝m·Δv、q＝ ·Δt来解决问题。
A.杆a最后的速度，两次都为零
B.杆a所受安培力，两次的最大值相等
C.整个过程中杆b产生的焦耳热，第一次的小于第二次的
D.整个过程中通过杆b的电荷量，第一次的大于第二次的
5.（2021陕西安康期末）如图所示，长为d、质量为m的细金属杆ab，用长为L的绝缘细线悬挂后，恰好与水平光滑的平行金属导轨接触，平行金属导轨间距为d，导轨平面处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。闭合电键K后，细金属杆ab向右摆起，悬线的最大偏角为θ。重力加速度为g，则闭合电键的短时间内通过细金属杆ab的电量为
A. B.
C. D.
6. (2022福建漳州二模)如图，MN、PQ（为足够长平行光滑水平金属导轨，处于竖直向下的匀强磁场中，GH、JK为足够长倾斜粗糙平行金属导轨，处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，底端接 的电容器。NQ端与GJ端高度差 m，水平距离 m。现将导体棒cd静置在水平分导轨固定小钉的右侧，导体棒ab以速度 m/s从MP端滑入，一段时间后cd棒从NQ端抛出，恰能无碰撞从GJ端进入斜导轨。已知导轨间距均为1m，两磁场的磁感应强度均为2T，两棒质量均为0.01kg、接入电阻均为1Ω，导轨电阻不计，棒始终与导轨垂直且接触良好，棒与斜导轨的动擦因数 ，g取 。求：