江苏专用2021版高考物理一轮复习课后限时集训31电磁感应中动力学动量和能量问题202003020488
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【知识点详解】 1. **楞次定律**:在电磁感应现象中,当磁通量发生变化时,为了抵消这一变化,会在电路中产生感应电流,其方向遵循楞次定律,即感应电流产生的效果总是要阻碍引起感应电流的原因。在题目中的情况,磁感应强度均匀减小,导致闭合回路中的磁通量减少,因此感应电流的方向应产生一个逆着磁通量减小趋势的电流,即顺时针方向。 2. **法拉第电磁感应定律**:法拉第定律阐述了电磁感应现象与磁通量变化的关系,即感应电动势E与磁通量的变化率成正比,E = -dΦ/dt。当磁感应强度随时间均匀减小时,闭合回路中的磁通量也均匀减小,根据定律,感应电动势保持不变。 3. **闭合电路欧姆定律**:在电路中,电流I与电压V(包括电动势E)和总电阻R之间的关系为I = V/R。在上述问题中,由于感应电动势E恒定,电阻R不变,所以电流I保持恒定。 4. **安培力和动量守恒**:导体棒在磁场中移动时,会受到安培力的作用。当磁感应强度减小时,若导体棒保持静止,其受到的安培力也会减小,同时静摩擦力也要减小以保持平衡。 5. **电磁感应中的能量转换**:在电磁感应过程中,能量可以从一种形式转换为另一种形式。例如,导体棒的机械能可以转化为电能,再转化为热能。当导体棒匀速上升时,拉力所做的功等于克服重力所做的功以及转化为电能的那部分。 6. **v-t图象分析**:在电磁感应问题中,v-t图可以用来描述导体在磁场中的运动情况。根据题意,导线框进入磁场时,因感应电流而受到阻力,速度减小,对应的v-t图线斜率减小;完全进入磁场后,速度保持不变,对应水平直线;离开磁场时,同样因感应电流而减速,图线斜率再次减小。 7. **能量守恒定律**:在电磁感应问题中,能量守恒定律是解决问题的关键。例如,当线框通过磁场时,其动能的变化等于克服各种阻力所做的功,包括安培力和重力等。 8. **动力学分析**:在有电磁感应的系统中,对物体进行受力分析是非常重要的。考虑到安培力、摩擦力、重力等作用力,可以求解物体的加速度、速度和位移。 9. **电阻和功率计算**:对于具有电阻的导体,可以通过欧姆定律计算电流和电压,进而计算功率。例如,拉力做功的部分转化为了导体棒的重力势能和电路的电能,可以通过公式W = F * d来计算拉力做功。 10. **选择题解题技巧**:理解题目的物理情境,分析物理过程,应用相应的物理定律(如楞次定律、法拉第定律、牛顿第二定律等),结合选项中的描述,排除错误答案,最终确定正确选项。 通过这些知识点,我们可以深入理解和解决电磁感应中的动力学、动量和能量问题,为高考物理复习提供有效的指导。
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