2025屆高考物理二輪專題復習與測試模塊四電磁感應和電路專題十二三大觀點在電學中的應用課件

專題十二三大觀點在電學中的應用[專題復習定位]1．動量定理和動量守恒定律在電學中的應用。2．應用動量和能量觀點解決電場和磁場問題。3．應用動量和能量觀點分析電磁感應問題。高考真題再現(xiàn)PART01第一部分命題點1應用動量定理分析電磁感應問題1．(2023·湖南卷，T14)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬直導軌平行放置，導軌間距為L，兩導軌及其所構成的平面均與水平面成θ角，整個裝置處于垂直于導軌平面斜向上的勻強磁場中，磁感應強度大小為B?，F(xiàn)將質量均為m的金屬棒a、b垂直于導軌放置，每根金屬棒接入導軌之間的電阻均為R。運動過程中金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好，金屬棒始終未滑出導軌，導軌電阻忽略不計，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勻速運動時的速度大小v0；(2)在(1)問中，當棒a勻速運動時，再將棒b由靜止釋放，求釋放瞬間棒b的加速度大小a0；解析：當棒a勻速運動時，釋放棒b，分析可知，棒b受到沿導軌向下的安培力，則釋放棒b的瞬間，對棒b，由牛頓第二定律有mgsinθ＋BI1L＝ma0又BI1L＝mgsinθ解得a0＝2gsinθ。答案：2g

sinθ(3)在(2)問中，從棒b釋放瞬間開始計時，經(jīng)過時間t0，兩棒恰好達到相同的速度v，求速度v的大小，以及時間t0內棒a相對于棒b運動的距離Δx。(1)ab剛越過MP時產(chǎn)生的感應電動勢大?。?2)金屬環(huán)剛開始運動時的加速度大??；(3)為使ab在整個運動過程中不與金屬環(huán)接觸，金屬環(huán)圓心初始位置到MP的最小距離。題型分類講練PART02第二部分題型一動量和能量觀點在電磁感應中的應用考向1動量定理分析“單棒”或者“線框”問題在導體單桿切割磁感線做變加速運動時，若牛頓運動定律和能量觀點不能解決問題，則可運用動量定理巧妙解決問題。如圖，間距為L的兩平行金屬導軌右端接有電阻R，固定在離地高為H的平面上，空間存在著方向豎直向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場。質量為m的金屬桿ab垂直于導軌放置，桿獲得一個大小為v0的水平初速度后向左運動并離開導軌，其落地點距導軌左端的水平距離為s。已知重力加速度為g，忽略一切摩擦，桿和導軌電阻不計。求：(1)桿即將離開軌道時的加速度大小a；(2)桿穿過勻強磁場的過程中，克服安培力做的功W；(3)桿ab在水平軌道運動的位移x。考向2動量守恒定律分析“雙棒”問題物理模型“一動一靜”：甲桿靜止不動，乙桿運動，其實質是單桿問題，不過要注意問題包含著一個條件——甲桿靜止，受力平衡兩桿都在運動，對于這種情況，要注意兩桿切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢是相加還是相減；系統(tǒng)動量是否守恒分析方法動力學觀點通常情況下一個金屬桿做加速度逐漸減小的加速運動，而另一個金屬桿做加速度逐漸減小的減速運動，最終兩金屬桿以共同的速度勻速運動能量觀點兩桿系統(tǒng)機械能減少量等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱之和動量觀點對于兩金屬桿在平直的光滑導軌上運動的情況，如果兩金屬桿所受的外力之和為零，則考慮應用動量守恒定律處理問題

(多選)如圖，水平桌面上固定兩根距離d＝1m、不計電阻的足夠長的平行金屬導軌。A、B、C、D、E、F為導軌上6個不同的位置，ABFE區(qū)域(含邊界)有垂直于紙面向里、大小B＝1T的勻強磁場。導體棒l1的質量m＝0.5kg，電阻R＝0.2Ω，垂直于導軌放置，EF處有一固定的與l1相同的導體棒l2。導體棒與導軌垂直且接觸良好，在C、D兩位置有固定彈性立柱C和D，導體棒與立柱發(fā)生彈性碰撞時，速度立即變?yōu)榕c碰前速度等大反向。l1在恒定外力F作用下從AB邊左端距AB邊0.25m處由靜止開始向右運動，進入磁場后恰能做勻速直線運動。l1運動至CD處，與立柱發(fā)生碰撞時立即撤去外力，同時撤去對l2的固定，當l1再次運動至AB處時，l1與l2達到共速，l2恰好到達CD處，并與立柱相碰。已知導軌AE、BF段光滑，其余段粗糙，l1與粗糙部分間動摩擦因數(shù)為μ，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。F＝5N，CE＝0.3m，重力加速度g取10m/s2，則下列說法正確的是(

)A．l1與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2B．C、D分別為AE、BF的中點C．l1由CD運動到AB的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為0.25JD．l2最終將離開磁場，在EF右側滑動一段距離√√

(2023·全國甲卷，T25)如圖所示，水平桌面上固定一光滑U形金屬導軌，其平行部分的間距為l，導軌的最右端與桌子右邊緣對齊，導軌的電阻忽略不計。導軌所在區(qū)域有方向豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B。一質量為m、電阻為R、長度也為l的金屬棒P靜止在導軌上。導軌上質量為3m的絕緣棒Q位于P的左側，以大小為v0的速度向P運動并與P發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間很短。碰撞一次后，P和Q先后從導軌的最右端滑出導軌，并落在地面上同一地點。P在導軌上運動時，兩端與導軌接觸良好，P與Q始終平行。不計空氣阻力。求：(1)金屬棒P滑出導軌時的速度大??；(2)金屬棒P在導軌上運動過程中產(chǎn)生的熱量；(3)與P碰撞后，絕緣棒Q在導軌上運動的時間。題型二動量和能量觀點在電場或磁場中的應用考向1動量和能量觀點在電場中的應用如圖，足夠高的絕緣細管豎直固定，細管內壁光滑。有界勻強電場區(qū)域的邊界垂直于豎直管，上邊界固定且距直管上端管口為L，下邊界可沿直管調節(jié)場區(qū)高度，設場區(qū)高度為kL(k>0)。質量為m、不帶電的絕緣小球a從直管上端管口處由靜止釋放，之后與靜止在電場區(qū)域上邊界的帶電小球b碰撞，小球b的質量為5m、電荷量為＋q。已知a、b的直徑略小于管的直徑，a、b碰撞時間極短且沒有機械能損失，b的電荷不發(fā)生轉移，重力加速度為g，求：(1)電場強度E的大??；(2)a、b第一次碰撞后的瞬間速度v1、v2；(3)a、b分別在電場區(qū)域內和電場區(qū)域外發(fā)生第二次碰撞對應的k的取值范圍。[解析]

a、b發(fā)生第一次碰撞后，由(2)的分析發(fā)現(xiàn)，a球做豎直上拋運動，b球勻速通過電場區(qū)域，之后與a球有相同的加速度向下運動。由于k取不同的值，a、b發(fā)生第二次碰撞的位置及時間也不同，a可能在電場區(qū)域追上b，也可能在電場外追上b，現(xiàn)討論如下：若a、b在電場區(qū)域內發(fā)生第二次碰撞。設第一次碰撞后，經(jīng)t1時間a追上b。[答案]

見解析(1)求原子核第一次穿過y軸時速度v的大小和方向；(2)若原