专题16 电磁感应中的导体框模型---【热点模型】2024年高考物理二轮复习热点模型

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一、以核心和主干知识为重点。构建知识结构体系，确定每一个专题的内容，在教学中突出知识的内在联系与综合。
二、注重情景与过程的理解与分析。善于构建物理模型，明确题目考查的目的，恰当运用所学知识解决问题：情景是考查物理知识的载体。
三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结。学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。
四、精选训练题目，使训练具有实效性、针对性。
五、把握高考热点、重点和难点。
充分研究近5年全国和各省市考题的结构特点，把握命题的趋势和方向，确定本轮复习的热点与重点，使本轮复习更具有针对性、方向性。对重点题型要强化训练，举一反三、触类旁通，注重解题技巧的提炼，充分提高学生的应试能力。
专题16 电磁感应中的导体框模型
目录
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc1083" 类型1 线框穿越磁场过程的图像问题 PAGEREF _Tc1083 \h 1
\l "_Tc26362" 类型2 线框穿越磁场过程的动力学及能量问题 PAGEREF _Tc26362 \h 2
\l "_Tc6680" 类型3 线框穿越磁场过程的动量与电荷量问题 PAGEREF _Tc6680 \h 2
1.线框模型研究的是线框穿越匀强磁场时发生的电磁感应过程。高考试题通过此模型对电磁感应过程中的电路、动力学、功能关系进行考查，在求解此类问题时，要注意分析清楚线框进入磁场和离开磁场时的运动情况和受力情况。
2.解决线框模型问题的两大关键
(1)分析电磁感应情况：弄清线框在运动过程中是否有磁通量不变的阶段，线框进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生，结合闭合电路欧姆定律列方程解答。
(2)分析线框的受力以及运动情况，选择合适的力学规律处理问题：在题目中涉及电荷量、时间以及安培力为变力时应选用动量定理处理问题；如果题目中涉及加速度的问题时选用牛顿运动定律解决问题比较方便。
类型1 线框穿越磁场过程的图像问题
如图所示，有一边长为L的正方形线框abcd，由距匀强磁场上边界H处静止释放，下降过程中ab边始终与磁场边界平行，且ab边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动。匀强磁场区域宽度也为L。ab边开始进入磁场时记为t1，cd边出磁场时记为t2，忽略空气阻力，从线框开始下落到cd边刚出磁场的过程中，线框的速度大小v、加速度大小a、ab两点的电压大小Uab、线框中产生的焦耳热Q随时间t的变化图像可能正确的是( )
【答案】C
【解析】： 线框在磁场上方H处开始下落到ab边开始进入磁场过程中线框做匀加速运动；因线框ab边刚进入匀强磁场区域时恰好能做匀速直线运动，可知线框直到cd边出磁场时也做匀速运动，选项A、B错误。线框ab边进入磁场的过程：E＝BLv，则Uab＝eq \f(3,4)BLv；ab边出磁场后cd边在磁场中运动的过程：E＝BLv，则Uab＝eq \f(1,4)BLv；线框进入磁场和出离磁场过程中电动势相同，均为E＝BLv，时间相同，则产生的热量相同，故选项C正确，D错误。
类型2 线框穿越磁场过程的动力学及能量问题
如图所示，一水平方向的匀强磁场，磁场区域的高度为h，磁感应强度为B。质量为m、电阻为R、粗细均匀的矩形线圈，ab＝L，bc＝h，该线圈从cd边离磁场上边界高度H＝eq \f(mgR2,2gB4L4)处自由落下，不计空气阻力，重力加速度为g，设cd边始终保持水平，则( )
A．cd边刚进入磁场时速度大小v＝eq \f(mgR,2B2L2)
B．cd边刚进入磁场时其两端电压Ucd＝eq \f(mgR,2BL＋h)
C．线圈穿过磁场的时间t＝eq \f(2hBL2,mgR)
D．线圈穿过磁场过程中，回路中产生的热量Q＝2mgh
【答案】CD
【解析】： 由题意可知，线圈从开始运动到cd边进入磁场时做自由落体运动，故cd边刚进入磁场时速度大小满足v2＝2gH，解得v＝eq \f(mgR,B2L2)，故A错误；cd边刚进入磁场时其两端电压Ucd＝Ieq \f(L＋2h,2L＋h)R，IR＝BLv，解得Ucd＝eq \f(mgRL＋2h,2BLL＋h)，故B错误；cd边刚进入磁场时受安培力F＝BIL＝eq \f(BL2v,R)＝mg，所以线圈匀速穿过磁场，时间t＝eq \f(2h,v)＝eq \f(2hBL2,mgR)，故C正确；回路中产生的热量等于重力势能的减少量，即Q＝2mgh，故D正确。
类型3 线框穿越磁场过程的动量与电荷量问题
如图所示，在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为a(a