03电磁感应中的能量问题-备战2022年高考物理电磁感应压轴综合题详解（原卷版）

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电磁感应中的能量问题

知识要点

电磁感应中的能量转化(在动生式电磁感应中)

其他形式的能量电能焦耳热或其他形式的能量

求解焦耳热

的三种方法

3.解决电磁感应中的能量问题的一般步骤

(1)确定研究对象(导体棒或回路)。

(2)弄清电磁感应过程中,哪些力做功,哪些形式的能量相互转化。

(3)根据功能关系或能量守恒定律列式求解。在利用能量守恒定律解决电磁感应问题时 ,

要注意分析安培力做功的情况,因为安培力做功是电能和其他形式的能之间相互转化的

“桥梁”。

难题解析

1. [2022 届广东省佛山市 3月联考]如图甲所示，间距 L=0.5m 的平行水平轨道 GD、HC 分别与足够长的竖

直光滑轨道 DE、CF在D

、

C处平滑连接，CD 处外侧有一个槽口，可以使杆不脱离轨道且杆进入竖直轨道

前、后瞬间的速率不变，轨道电阻不计。水平轨道上 ABCD（光滑）区域内有变化的匀强磁场 B1，B1的变

化规律如图乙所示，A

、

D间的距离 d=0.6m，竖直轨道 CDEF 之间有垂直该平面、磁感应强度大小

的匀强磁场。EF 间接有一阻值 R=10Ω 的定值电阻。现有一长度与轨道间距相同、质量

m=0.06kg 的导体杆 MN（电阻不计），在 t=0 时，从 AB 左侧 x0=0.7m 处以 v0=4m/s 的初速度水平向右运动，

与静止在 CD 处、质量也为 m=0.06kg 的绝缘杆 IJ（图中未画出）碰撞后粘在一起运动，MN 杆与水平轨道

HB、GA 间的动摩擦因数 μ=0.5，取重力加速度大小 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）MN 杆到达 AB 处时的速度大小 v1；

（2）MN 杆与 EF 杆碰撞过程中损失的能量 E；

（3）两杆通过 CD 进入竖直轨道后沿竖直轨道下滑高度 h=1m 的过程中定值电阻产生的焦耳热 Q。

2. [2022 届山东省济南市高三（下）]模拟如图所示，在水平虚线下方存在方向垂直纸面向外匀强磁场，

磁感应强度大小为 B

。

磁场上方某高度处有一个正方形金属线框，线框质量为 m，电阻为 R，边长为 L。某

时刻将线框以初速度 v。水平抛出，线框进入磁场过程中速度不变，运动过程中线框始终竖直且底边保持

水平。磁场区域足够大，忽略空气阻力，重力加速度为 g，求

（1）线框进入磁场时的速度 v；

（2）线框进入磁场过程中产生的热量 Q。

3.[2022 届北京市昌平区二模] 如图甲所示，两根相互平行、相距为 L的长直金属导轨 MN，PQ 固定在水

平面内，质量为 m、电阻为 r的导体棒 ab 垂直于 MN、PQ 放在轨道上，与轨道接触良好，整个装置处于竖

直向下匀强磁场中，磁感应强度大小为 B。不计导轨的电阻及导体棒与导轨之间的摩擦。

（1）若轨道端点M、P间接有阻值为 R的电阻，对导体棒 ab 施一水平向右的恒力 F，使导体棒由静止开

的

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