易错点25 电磁感应中的动力学和能量问题（解析版）-备战2022年高考物理典型易错题辨析与精练

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易错点 25 电磁感应中的动力学和能量问题

易错总结以及解题方法

一、电磁感应中的动力学问题

电磁感应问题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是：

(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向．

(2)用闭合电路欧姆定律求回路中感应电流的大小．

(3)分析导体的受力情况(包括安培力)．

(4)列动力学方程(a≠0)或平衡方程(a＝0)求解．

二、电磁感应中的能量问题

1．电磁感应现象中的能量转化

2．焦耳热的计算

(1)电流恒定时，根据焦耳定律求解，即 Q＝I2Rt.

(2)感应电流变化，可用以下方法分析：

① 利用动能定理，求出克服安培力做的功 W安，即 Q＝W安．

② 利用能量守恒定律，焦耳热等于其他形式能量的减少量．

【易错跟踪训练】

易错类型：分析综合能力欠缺

1．（2021·全国）如图所示，宽为 a的矩形金属导线框，从图示位置由静止开始下落，通过一宽度为

的水平匀强磁场区域，磁场方向垂直于线框平面。从线框下边进入磁场区域到线框上边离开磁场

区域的过程中（　　）

A．线框中一直有感应电流

B．线框受安培力时安培力的方向总是竖直向上

C．线框可能一直做匀速直线运动

D．线框可能一直做匀减速直线运动

【答案】B

【详解】

ACD．因 b<a，则当从线圈的下边出离磁场的下边缘，到线圈的上边进入磁场的上边缘的过程中，穿过线

圈的磁通量不变，线框中无感应电流产生，此过程中线圈也不受安培力作用，只受重力作用而做加速运动，

则线框不可能一直做匀速或者一直匀减速运动，选项 ACD 错误；

B．当线圈的下边进入磁场向下运动时，下边受向上的安培力；当线圈的上边在磁场中向下运动时受安培

力也向上，则线框受安培力的方向总是竖直向上，选项 B正确；

故选 B。

2．（2021·全国高三专题练习）如图所示，两平行倾斜轨道 ab 和cd 为两根相同的电阻丝，每根电阻丝的

电阻与到上端距离的平方根成正比，即 R=k （k为常数），电阻丝平行固定成与地面成 θ角，两电阻丝

之间的距离为 L，上端用电阻不计的导线相连。有一根质量为 m、电阻不计的金属棒跨接在两轨道上，与

轨道接触良好，且无摩擦，空间存在垂直轨道向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为 B，从最上端放

开金属棒后发现通过金属棒的电流不变，重力加速度为 g，下列判断不正确的是（　　）

A．金属棒一直做匀加速运动

B．可求出经过时间 t时金属棒产生的电动势

C．可求出经过时间 t内流经金属棒的电荷量

D．不可求出金属棒下降 h过程中电阻丝产生的焦耳热

【答案】D

【详解】

A．由题意可知通过金属棒的电流恒定，则金属棒受到沿倾斜轨道向上的安培力

FA=BIL

大小恒定，金属棒的加速度

恒定，可知金属棒做初速度为 0的匀加速直线运动，A项正确，不符合题意；

B．经过时间 t，金属棒下滑的距离

x= at2

速度

v=at

金属棒切割磁感线产生的感应电动势

E=Blat

电路中的电流

而

R总=2k =k t

解得

恒定，金属棒的加速度

联立解得a和I，根据速度公式可知金属棒的速度

v=at

金属棒切割磁感线产生的电动势

E=BLv

可求得E，B项正确，不符合题意；

C．电流 I恒定，根据 q=It 可求电荷量，C项正确，不符合题意；

D．金属棒下降 h，可求时间

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