專題14 電學(xué)中三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用（講義）（解析版）-2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

【淘寶店鋪：向陽百分百】【淘寶店鋪：向陽百分百】專題14電學(xué)中三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用目錄【淘寶店鋪：向陽百分百】TOC\o"1-4"\h\z\u考點(diǎn)一電學(xué)中三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 3 3 71.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)問題 72.電磁感應(yīng)中能量問題 83.動(dòng)量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用 9 9考向一電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題 9考向二電磁感應(yīng)中的能量與動(dòng)量問題 11

考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)電學(xué)中三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用考向一電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題：2023?山東?高考真題、2022?重慶?高考真題、2022?湖南?高考真題、2021?全國?高考真題、2021?廣東?高考真題、2023?天津?高考真題、2021?湖北?高考真題、2021?全國?高考真題考向二電磁感應(yīng)中的能量與動(dòng)量問題：2023?重慶?高考真題、2023?遼寧?高考真題、2022?全國?高考真題、2022?天津?高考真題、2022?浙江?高考真題、2021?北京?高考真題、2021?河北?高考真題、2021?福建?高考真題、2021?山東?高考真題、2021?湖南?高考真題、2023?廣東?高考真題、2023?浙江?高考真題、2023?湖南?高考真題、2023?全國?高考真題、2023?浙江?高考真題、2022?福建?高考真題、2022?重慶?高考真題、2022?海南?高考真題、2022?遼寧?高考真題、2022?湖北?高考真題、2022?浙江?高考真題、2022?全國?高考真題、2022?浙江?高考真題、2021?海南?高考真題、2021?天津?高考真題考情分析【命題規(guī)律及方法指導(dǎo)】1.命題重點(diǎn)：本專題就是高考的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題，綜合性比較強(qiáng)，與動(dòng)力學(xué)、功能關(guān)系相結(jié)合問題等綜合應(yīng)用問題都是?？键c(diǎn);常考的模型有桿——軌模型、線框模型等2.常用方法：圖像法、等效法、微元法、降維法。3.?？碱}型：選擇題，計(jì)算題．【命題預(yù)測(cè)】1.本專題屬于熱點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容；2.高考命題考察方向①電學(xué)中三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用：與力和運(yùn)動(dòng)相結(jié)合問題、與動(dòng)量守恒、功能關(guān)系、能量守恒相結(jié)合的綜合題，典型模型如桿——軌類問題。

考點(diǎn)一電學(xué)中三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1．（2023·山東·高考真題）（多選）足夠長U形導(dǎo)軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為，電阻不計(jì)。質(zhì)量為、長為、電阻為的導(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌形成矩形回路并始終接觸良好，I和Ⅱ區(qū)域內(nèi)分別存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為和，其中，方向向下。用不可伸長的輕繩跨過固定輕滑輪將導(dǎo)軌CD段中點(diǎn)與質(zhì)量為的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時(shí)刻MN、CD同時(shí)分別進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域I和Ⅱ并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，MN、CD與磁場(chǎng)邊界平行。MN的速度，CD的速度為且，MN和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取，下列說法正確的是（

）

A．的方向向上 B．的方向向下 C． D．【考向】電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題【答案】BD【詳解】AB．導(dǎo)軌的速度，因此對(duì)導(dǎo)體棒受力分析可知導(dǎo)體棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小為，導(dǎo)體棒的安培力大小為，由左手定則可知導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)?，?dǎo)體框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力，安培力大小為，由左手定則可知的方向?yàn)榇怪敝泵嫦蚶铮珹錯(cuò)誤B正確；CD．對(duì)導(dǎo)體棒分析，對(duì)導(dǎo)體框分析，電路中的電流為，聯(lián)立解得，C錯(cuò)誤D正確；故選BD。2．（2023·重慶·高考真題）如圖所示，與水平面夾角為θ的絕緣斜面上固定有光滑U型金屬導(dǎo)軌。質(zhì)量為m、電阻不可忽略的導(dǎo)體桿MN沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，以大小為v的速度進(jìn)入方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間t后，速度大小變?yōu)?v。運(yùn)動(dòng)過程中桿與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，重力加速度為g。桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)（）

A．流過桿的感應(yīng)電流方向從N到MB．桿沿軌道下滑的距離為C．流過桿感應(yīng)電流的平均電功率等于重力的平均功率D．桿所受安培力的沖量大小為【考向】電磁感應(yīng)中的能量與動(dòng)量問題【答案】D【詳解】A．根據(jù)右手定則，判斷知流過桿的感應(yīng)電流方向從M到N，故A錯(cuò)誤；B．依題意，設(shè)桿切割磁感線的有效長度為，電阻為。桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)，桿受到重力，軌道支持力及沿軌道向上的安培力作用，根據(jù)牛頓第二定律可得，，，聯(lián)立可得桿的加速度，可知，桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)；若桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則桿運(yùn)動(dòng)的距離為，根據(jù)圖像圍成的面積表示位移，可知桿在時(shí)間t內(nèi)速度由達(dá)到，桿真實(shí)運(yùn)動(dòng)的距離大于勻加速情況發(fā)生的距離，即大于，故B錯(cuò)誤；C．由于在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)，桿做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，桿的動(dòng)能增大。由動(dòng)能定理可知，重力對(duì)桿所做的功大于桿克服安培力所做的功，根據(jù)可得安培力的平均功率小于重力的平均功率，也即流過桿感應(yīng)電流的平均電功率小于重力的平均功率，故C錯(cuò)誤；D．桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的此段時(shí)間內(nèi)，根據(jù)動(dòng)量定理，可得，得桿所受安培力的沖量大小為，故D正確。故選D。3．（2023·遼寧·高考真題）（多選）如圖，兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，左、右兩側(cè)導(dǎo)軌間距分別為d和2d，處于豎直向上的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2B和B。已知導(dǎo)體棒MN的電阻為R、長度為d，導(dǎo)體棒PQ的電阻為2R、長度為2d，PQ的質(zhì)量是MN的2倍。初始時(shí)刻兩棒靜止，兩棒中點(diǎn)之間連接一壓縮量為L的輕質(zhì)絕緣彈簧。釋放彈簧，兩棒在各自磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)直至停止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。整個(gè)過程中兩棒保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)。下列說法正確的是（）

A．彈簧伸展過程中、回路中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流B．PQ速率為v時(shí)，MN所受安培力大小為C．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，MN與PQ的路程之比為2：1D．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，通過MN的電荷量為【考向】電磁感應(yīng)中的能量與動(dòng)量問題【答案】AC【詳解】A．彈簧伸展過程中，根據(jù)右手定則可知，回路中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，選項(xiàng)A正確；B．任意時(shí)刻，設(shè)電流為I，則PQ受安培力，方向向左；MN受安培力，方向向右，可知兩棒系統(tǒng)受合外力為零，動(dòng)量守恒，設(shè)PQ質(zhì)量為2m，則MN質(zhì)量為m，PQ速率為v時(shí)，則，解得，回路的感應(yīng)電流，MN所受安培力大小為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．兩棒最終停止時(shí)彈簧處于原長狀態(tài)，由動(dòng)量守恒可得，，可得則最終MN位置向左移動(dòng)，PQ位置向右移動(dòng)，因任意時(shí)刻兩棒受安培力和彈簧彈力大小都相同，設(shè)整個(gè)過程兩棒受的彈力的平均值為F彈，安培力平均值F安，則整個(gè)過程根據(jù)動(dòng)能定理，，可得，選項(xiàng)C正確；D．兩棒最后停止時(shí)，彈簧處于原長位置，此時(shí)兩棒間距增加了L，由上述分析可知，MN向左位置移動(dòng)，PQ位置向右移動(dòng)，則，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC。4．（2023·全國·高考真題）如圖，水平桌面上固定一光滑U型金屬導(dǎo)軌，其平行部分的間距為，導(dǎo)軌的最右端與桌子右邊緣對(duì)齊，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。一質(zhì)量為、電阻為、長度也為的金屬棒P靜止在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌上質(zhì)量為的絕緣棒Q位于P的左側(cè)，以大小為的速度向P運(yùn)動(dòng)并與P發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間很短。碰撞一次后，P和Q先后從導(dǎo)軌的最右端滑出導(dǎo)軌，并落在地面上同一地點(diǎn)。P在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，P與Q始終平行。不計(jì)空氣阻力。求（1）金屬棒P滑出導(dǎo)軌時(shí)的速度大小；（2）金屬棒P在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量；（3）與P碰撞后，絕緣棒Q在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間?！究枷颉侩姶鸥袘?yīng)中的能量與動(dòng)量問題【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）由于絕緣棒Q與金屬棒P發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒可得聯(lián)立解得，由題知，碰撞一次后，P和Q先后從導(dǎo)軌的最右端滑出導(dǎo)軌，并落在地面上同一地點(diǎn)，則金屬棒P滑出導(dǎo)軌時(shí)的速度大小為（2）根據(jù)能量守恒有解得（3）P、Q碰撞后，對(duì)金屬棒P分析，根據(jù)動(dòng)量定理得又，聯(lián)立可得由于Q為絕緣棒，無電流通過，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故Q運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為5．（2023·浙江·高考真題）某興趣小組設(shè)計(jì)了一種火箭落停裝置，簡(jiǎn)化原理如圖所示，它由兩根豎直導(dǎo)軌、承載火箭裝置（簡(jiǎn)化為與火箭絕緣的導(dǎo)電桿MN）和裝置A組成，并形成閉合回路。裝置A能自動(dòng)調(diào)節(jié)其輸出電壓確?；芈冯娏鱅恒定，方向如圖所示。導(dǎo)軌長度遠(yuǎn)大于導(dǎo)軌間距，不論導(dǎo)電桿運(yùn)動(dòng)到什么位置，電流I在導(dǎo)電桿以上空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)近似為零，在導(dǎo)電桿所在處產(chǎn)生的磁場(chǎng)近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大?。ㄆ渲衚為常量），方向垂直導(dǎo)軌平面向里；在導(dǎo)電桿以下的兩導(dǎo)軌間產(chǎn)生的磁場(chǎng)近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大小，方向與B1相同?；鸺裏o動(dòng)力下降到導(dǎo)軌頂端時(shí)與導(dǎo)電桿粘接，以速度v0進(jìn)入導(dǎo)軌，到達(dá)絕緣停靠平臺(tái)時(shí)速度恰好為零，完成火箭落停。已知火箭與導(dǎo)電桿的總質(zhì)量為M，導(dǎo)軌間距，導(dǎo)電桿電阻為R。導(dǎo)電桿與導(dǎo)軌保持良好接觸滑行，不計(jì)空氣阻力和摩擦力，不計(jì)導(dǎo)軌電阻和裝置A的內(nèi)阻。在火箭落停過程中，（1）求導(dǎo)電桿所受安培力的大小F和運(yùn)動(dòng)的距離L；（2）求回路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系；（3）求裝置A輸出電壓U與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系和輸出的能量W；（4）若R的阻值視為0，裝置A用于回收能量，給出裝置A可回收能量的來源和大小?！究枷颉侩姶鸥袘?yīng)中的能量與動(dòng)量問題【答案】（1）3Mg；；（2）；（3）；；（4）裝置A可回收火箭的動(dòng)能和重力勢(shì)能及磁場(chǎng)能；【詳解】（1）導(dǎo)體桿受安培力方向向上，則導(dǎo)體桿向下運(yùn)動(dòng)的加速度解得導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)的距離（2）回路的電動(dòng)勢(shì)其中解得（3）右手定則和歐姆定律可得：可得電源輸出能量的功率在時(shí)間內(nèi)輸出的能量對(duì)應(yīng)圖像的面積，可得：（4）裝置A可回收火箭的動(dòng)能和重力勢(shì)能，及磁場(chǎng)能；從開始火箭從速度v0到平臺(tái)速度減為零，則若R的阻值視為0，裝置A可回收能量為1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)問題1）導(dǎo)體的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)①導(dǎo)體的平衡狀態(tài)——靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．處理方法：根據(jù)平衡條件列式分析．②導(dǎo)體的非平衡狀態(tài)——加速度不為零．處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析．2）力學(xué)對(duì)象和電學(xué)對(duì)象的相互關(guān)系3）用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)解答電磁感應(yīng)問題的一般步驟①“源”的分析：用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向②“路”的分析：畫等效電路圖，根據(jù)，求感應(yīng)電流③“力”的分析：受力分析，求及合力，根據(jù)牛頓第二定律求加速度④“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的分析：根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，判斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)4）解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析,尋找過程中的臨界狀態(tài),如速度、加速度最大或最小的條件.解題時(shí)要抓好受力情況，運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，抓住a=0時(shí)，速度v達(dá)最大值的特點(diǎn)。v↓E＝Blv↓I＝eq\f(E,R＋r)↓F安＝BIl↓F合若F合＝0勻速直線運(yùn)動(dòng)若F合≠0↓F合＝maa、v同向v增大，若a恒定，拉力F增大v增大，F(xiàn)安增大，F(xiàn)合減小，a減小，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，減小到a＝0，勻速直線運(yùn)動(dòng)a、v反向v減小，F(xiàn)安減小，a減小，當(dāng)a＝0，靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)2.電磁感應(yīng)中能量問題

電磁感應(yīng)過程的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，而能量的轉(zhuǎn)化是通過安培力做功的形式實(shí)現(xiàn)的，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，外力克服安培力做功，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程．1）安培力做功與能量轉(zhuǎn)化 ①安培力做正功：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如電動(dòng)機(jī) ②安培力做負(fù)功：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，如發(fā)電機(jī)2）焦耳熱的求法 ①焦耳定律：，適用于電流、電阻恒定，交變電流的有效值. ②功能關(guān)系：，適用于任何情況.②能量轉(zhuǎn)化：，適用于任何情況.3)解決電磁感應(yīng)能量問題的策略是“先源后路、先電后力，再是運(yùn)動(dòng)、能量”，即①“源”的分析：明確電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，確定和②“路”的分析：弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求電流及③“力”的分析：分析桿或線圈受力情況，求合力④“運(yùn)動(dòng)”的分析：由力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，確定運(yùn)動(dòng)模型⑤“能量”的分析：確定參與轉(zhuǎn)化的能量形式3.動(dòng)量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用當(dāng)題目中涉及速度v、電荷量q、運(yùn)動(dòng)時(shí)間t、運(yùn)動(dòng)位移x時(shí)常用動(dòng)量定理求解．導(dǎo)體棒或金屬框在感應(yīng)電流所引起的安培力作用下做非勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，1）安培力的沖量：①②2）磁通量變化量：.3）通過導(dǎo)體棒或金屬框的電荷量為：4）求位移：【技巧點(diǎn)撥】初、末速度已知的變加速運(yùn)動(dòng)，在用動(dòng)量定理列出的式子中，；若已知q或x也可求末速度5）求運(yùn)動(dòng)時(shí)間：，【技巧點(diǎn)撥】若已知運(yùn)動(dòng)時(shí)間，也可求q、x、v中的任一個(gè)物理量考向一電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題1．（2024·全國·校聯(lián)考一模）（多選）如圖所示，為水平面上平行放置的兩根光滑足夠長直導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間距為端連接一內(nèi)阻不計(jì)電動(dòng)勢(shì)為的電源和阻值的電阻，質(zhì)量為的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置，其中點(diǎn)通過輕繩、繞過一光滑的定滑輪與重物相連，在導(dǎo)軌間的電阻為，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。當(dāng)重物時(shí)，導(dǎo)體棒恰好靜止不動(dòng)。下列說法正確的是（）A．電源電動(dòng)勢(shì)B．電阻上的熱功率為C．當(dāng)時(shí)，剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為D．當(dāng)時(shí)，的最大速度是【答案】AD【詳解】A．當(dāng)重物時(shí)，導(dǎo)體棒恰好靜止不動(dòng)，根據(jù)平衡條件，可得，又因?yàn)?，可得，A正確；B．根據(jù)，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)時(shí)，剛開始運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，設(shè)，可得，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)加速度為0時(shí)，的速度最大，此時(shí)，，聯(lián)立解得，D正確。故選AD。2．（2024·廣西南寧·南寧三中校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）（多選）如圖所示，電阻不計(jì)且間距L=1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成53°角，上端接一阻值R=2Ω的電阻，過虛線的豎直面的左側(cè)方有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)將質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=1Ω的金屬桿ab從斜面上由靜止釋放，釋放位置與虛線之間的距離為x=1m。金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌一直垂直，且保持良好接觸，導(dǎo)軌足夠長，g取10m/s2，sin53°=0.8。則（）

A．金屬桿ab在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能守恒B．金屬桿ab剛進(jìn)入有界磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為4m/sC．金屬桿ab剛進(jìn)入有界磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小為3.2m/s2D．金屬桿ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最大速度的大小為【答案】BD【詳解】A．金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，金屬棒切割磁感線，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬棒一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為回路的焦耳熱，可知金屬桿ab在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；B．金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)之前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)金屬棒分析有，根據(jù)速度與位移的關(guān)系有，解得，故B正確；C．金屬桿ab剛進(jìn)入有界磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流為，對(duì)金屬棒分析有，解得，故C錯(cuò)誤；D．結(jié)合上述，對(duì)金屬棒分析可知，金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后先向下做加速運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，感應(yīng)電流增大，安培力增大，則加速度減小，當(dāng)加速度為0時(shí)，速度達(dá)到最大，之后向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有，其中感應(yīng)電流為，解得，故D正確。故選BD。考向二電磁感應(yīng)中的能量與動(dòng)量問題3．（2024·陜西漢中·統(tǒng)考一模）（多選）兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì)，斜面處在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上，質(zhì)量為、電阻為的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升高度，如圖所示。在這過程中（）A．作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于與電阻上產(chǎn)生的焦耳熱之和B．金屬棒克服安培力做的功等于電阻和上產(chǎn)生的焦耳熱之和C．恒力F與重力的合力所做的功等于電阻上產(chǎn)生的焦耳熱D．作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零【答案】BD【詳解】AD．根據(jù)題意可知，金屬棒沿導(dǎo)軌勻速上滑，金屬棒受重力、安培力和恒力作用，由動(dòng)能定理有，即作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零，故A錯(cuò)誤，D正確；B．由于導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì)，則金屬棒克服安培力做的功等于電阻和上產(chǎn)生的焦耳熱之和，故B正確；C．由AD分析可知，恒力F與重力的合力所做的功等于金屬棒克服安培力做的功，則恒力F與重力的合力所做的功等于電阻和上產(chǎn)生的焦耳熱之和，故C錯(cuò)誤。故選BD。4．（2024·湖南·校聯(lián)考二模）（多選）如圖所示，兩足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌、水平放置，兩側(cè)導(dǎo)軌所在空間區(qū)域，導(dǎo)軌間距分別為和，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為和，方向分別為豎直向上和豎直向下，，，電阻均為R、質(zhì)量均為m的導(dǎo)體棒a、b垂直導(dǎo)軌放在左右兩側(cè)，并與導(dǎo)軌保持良好接觸，不計(jì)其他電阻．現(xiàn)給導(dǎo)體棒b一個(gè)水平向右的瞬時(shí)沖量I，關(guān)于a、b兩棒此后整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)、b兩棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B．a(chǎn)、b兩棒最終都將以大小為的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．整個(gè)過程中，a棒上產(chǎn)生的焦耳熱為D．整個(gè)過程中，通過a棒的電荷量為【答案】BC【詳解】A．b棒向右運(yùn)動(dòng)，電流方向向里，受到向左的安培力，a棒受到的電流方向向外，也受到向左的安培力，系統(tǒng)受到的合外力方向向左，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．b棒的初速度為，b棒向右做減速運(yùn)動(dòng)，a棒向左做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定，可設(shè)，對(duì)b棒，有，對(duì)a棒，有，解得，選項(xiàng)B正確；C．系統(tǒng)的總發(fā)熱量為，a棒上產(chǎn)生的焦耳熱為，選項(xiàng)C正確；D．對(duì)a棒，解得，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選BC。5．（2023·吉林·統(tǒng)考二模）（多選）列車進(jìn)站時(shí)如圖所示，其剎車原理可簡(jiǎn)化如下：在車身下方固定一水平矩形線框，利用線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力，輔助列車剎車。已知列車的質(zhì)量為m，車身長為s，線框的ab和cd長度均為L（L小于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度），線框的總電阻為R。站臺(tái)軌道上勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域足夠長，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向上。車頭進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間的速度為v0，列車停止前所受鐵軌及空氣阻力的合力恒為f。車尾進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，列車恰好停止。下列說法正確的是（）A．列車進(jìn)站過程中電流方向?yàn)閍bcdB．列車ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，加速度大小C．列車從進(jìn)站到停下來的過程中，線框產(chǎn)生的熱量為D．從車頭進(jìn)入磁場(chǎng)到停止所用的時(shí)間為【答案】ABD【詳解】A．根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，線框中電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針（俯視），即列車進(jìn)站過程中電流方向?yàn)閍bcd，故A