专题强化十三 电磁感应中的动力学和能量问题专题解读 1.本专题是动力学观点和能量观点在电磁感应中的综合应用，高考常以计算题的形式命题．2．学好本专题，可以极大培养同学们的分析能力、推理能力和规范表达的能力，针对性的专题强化，可以提升同学们解决电磁感应问题中最难问题的信心．3．用到的知识有：法拉第电磁感应定律、楞次定律、牛顿运动定律、共点力的平衡条件、动能定理、焦耳定律、能量守恒定律等．命题点一 电磁感应中的动力学问题1．题型简述：感应电流在磁场中受到安培力的作用，因此电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起．解决这类问题需要综合应用电磁感应规律(法拉第电磁感应定律、楞次定律)及力学中的有关规律(共点力的平衡条件、牛顿运动定律、动能定理等)．2．两种状态及处理方法状态特征处理方法平衡态加速度为零根据平衡条件列式分析非平衡态加速度不为零根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析3.动态分析的基本思路解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度最大值或最小值的条件．具体思路如下：――→――→→――→→→例 1 (2016·全国Ⅲ·25)如图 1，两条相距 l 的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为 R 的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为 S 的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小 B1随时间 t 的变化关系为 B1＝kt，式中 k 为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界 MN(虚线)与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为 B0，方向也垂直于纸面向里．某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在 t0时刻恰好以速度 v0越过 MN，此后向右做匀速运动．金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计．求：图 1(1)在 t＝0 到 t＝t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；(2)在时刻 t(t>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小．答案 (1)(2)B0lv0(t－t0)＋kSt (B0lv0＋kS)解析 (1)在金属棒未越过 MN 之前，穿过回路的磁通量的变化量为 ΔΦ＝ΔBS＝kΔtS①由法拉第电磁感应定律有E＝②由欧姆定律得 I＝③由电流的定义得I＝④联立①②③④式得|Δq|＝Δt⑤由⑤式得，在 t＝0 到 t＝t0的时间间隔内即 Δt＝t0，流过电阻 R 的电荷量 q 的绝对值为|q|＝⑥(2)当 t>t0时，金属棒已越...
