高考培优讲座(十)电磁感应中力学综合问题的求解 [命题规律] 近几年高考中,电磁感应已成为必考内容,成为高考中的热点和重点.其中选修 3-5 纳入必考之后,动量定理和动量守恒定律在电磁感应中的应用会成为命题的新生点.在高三复习中应该充分重视该部分的知识点.【重难解读】高考对法拉第电磁感应定律、楞次定律、左手定则及右手定则的考查一般会结合具体情况和过程命题,主要方向:结合函数图象,结合电路分析,联系力学过程,贯穿能量守恒.杆+导轨或导线框是常见模型,属于考查热点.该题型知识跨度大,思维综合性强,试题难度一般比较大.1.单杆水平式(导轨光滑)物理模型动态分析设运动过程中某时刻棒的速度为 v,加速度为 a=-,a、v 同向,随 v 的增加,a 减小,当 a=0 时,v 最大,I= 恒定收尾状态运动形式匀速直线运动力学特征a=0,v 最大,vm=电学特征I 恒定2
单杆倾斜式(导轨光滑)物理模型动态分析棒释放后下滑,此时 a=gsin α,速度 v↑E=BLv↑I=↑F=BIL↑a↓,当安培力 F=mgsin α 时,a=0,v 最大收尾状态运动形式匀速直线运动力学特征a=0,v 最大,vm=电学特征I 恒定【典题例证】 (2020·河南南阳模拟)如图甲所示,相距 d 的两根足够长的金属制成的导轨,水平部分左端 ef 间连接一阻值为 2R 的定值电阻,并用电压传感器实际监测两端电压,倾斜部分与水平面夹角为 37°
长度也为 d、质量为 m 的金属棒 ab 电阻为 R,通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上,滑环与导轨上 MG、NH 段动摩擦因数 μ=(其余部分摩擦不计).MN、PQ、GH 相距为 L,MN、PQ 间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为 B1的匀强磁场,PQ、GH 间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场 B2,其他区域无磁场,除金属棒及定值电阻,其余电阻均不计,sin