《高三物理备考》33.电磁感应中的力电综合问题（电学）

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电磁感应中的力电综合

打卡：2020 高考物理备考第 33 小时编写：陈庆威

陈庆威老师推荐——高考二轮备考两步学习法（最新、最好、最实战）

第一步：【知识方法】

1．解决电磁感应综合问题的一般思维流程(先“电”后

“力”)

(1)电路分析：等效电路图(导体棒相当于电源)

电学方程：I＝。

(2)受力分析：受力分析图(安培力大小、方向)

动力学方程：F 安＝BIL 或 F 安＝，F 合＝ma(牛顿第二定律)。

(3)过程分析：过程情景图(稳态后 a＝0 或不变)，稳态平衡方程：a＝0 或 F 合＝

0(共点力平衡)。

(4)能量分析：能量转化关系(克服安培力做功产生电能，转化成电热)，能量方程：

－W 安＝Q 电，W 合＝ΔEk(动能定理)。

2．安培力的冲量与通过导体电荷量的联系

设想在某一回路中，一部分导体仅在安培力作用下运动时，安培力 F 为变力，则

其冲量为 I＝Δt，而＝BL，故有：BLΔt＝mv1－mv2，而 t＝q，故有 q＝。

3．电磁感应现象中动量守恒

(1)如果双杆运动过程中，双杆系统所受合外力为零，首先用动量守恒定律求速度，

再用能量守恒定律求电能。

(2)如果双杆运动过程中，双杆系统不满足动量守恒，应用好电路问题的两个分析：

“电源”的分析和“运动”的分析。

4．电磁感应中的能量转化问题

(1)安培力做的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”.

(2)明确功能关系，确定有哪些形式的能量发生了转化．如有摩擦力做功，必有内

能产生；有重力做功，重力势能必然发生变化；安培力做负功，必然有其他形式的能

转化为电能．

(3)根据不同物理情境选择动能定理、能量守恒定律或功能关系，列方程求解问题．

5．求焦耳热的三条途径

1 感应电路为纯电阻电路时，产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即 Q＝W 安.



2 感应电路中电阻产生的焦耳热等于电流通过电阻做的功，即 Q＝I2Rt.

3 感应电路中产生的焦耳热可通过能量守恒定律列方程求解.

第二步：【考点例题】

【例题 1】（2020·浙江高三）超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪音新型船，

如图是电磁船的简化原理图，

和

是与电源相连的导体板，

与

之间部分区域

浸没在海水中并有垂直纸面向内的匀强磁场(磁场由固定在船上的超导线圈产生，其独

立电路部分未画出)，以下说法正确的是

A．使船前进的力，是磁场对海水中电流的安培力

B．要使船前进，海水中的电流方向从

板指向

板

C．同时改变磁场的方向和电源正负极，推进力方向将与原方向相反

D．若接入电路的海水电阻为

，其两端的电压为

，则船在海水中前进时，

与

间

海水中的电流强度小于

【例题 2】（2020·全国）如图所示，粗细均匀的电阻为

的金属圆环，放在图示的匀

强磁场中，磁感强度为

，圆环直径为

，另一长为

，电阻为

/2 的金属棒

放在圆

环上，接触电阻不计．当 ab棒以 v0向左运动到图示虚线位置时，金属棒两端电势差

为

A．

Blv0

B． C． D．

【例题 3】（多选）（2020·东莞）铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原

理．有一种电磁装致可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态，装置的

原理是：将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图），

当它经过安放在两铁轨间的矩形线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心．线

圈长为

1，宽为

2．匝数为

．若匀强磁场只分布在一个矩形区域内，当火车首节车

厢通过线圈时，控制中心接收到线圈两端电压

与时间

的关系如图乙所示（

、

均为直线），则在

2时间内（　　）

A．火车做匀速直线运动

B．

点电势低于

点电势

C．火车加速度大小为

D．火车平均速度大小为

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