高考物理二輪復習專項訓練模型57 電磁感應中的單棒切割模型（原卷版）

模型57電磁感應中的單棒切割模型1.（2023高考海南卷）汽車測速利用了電磁感應現(xiàn)象，汽車可簡化為一個矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上順時針（俯視）方向電流，當汽車經(jīng)過線圈時（）A.線圈1、2產(chǎn)生的磁場方向豎直向上B.汽車進入線圈1過程產(chǎn)生感應電流方向為abcdC.汽車離開線圈1過程產(chǎn)生感應電流方向為abcdD.汽車進入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同2．（2023年6月高考浙江選考科目）如圖所示，質(zhì)量為M、電阻為R、長為L的導體棒，通過兩根長均為l、質(zhì)量不計的導電細桿連在等高的兩固定點上，固定點間距也為L。細桿通過開關(guān)S可與直流電源E0或理想二極管串接。在導體棒所在空間存在磁感應強度方向豎直向上、大小為B的勻強磁場，不計空氣阻力和其它電阻。開關(guān)S接1，當導體棒靜止時，細桿與豎直方向的夾角固定點SKIPIF1<0；然后開關(guān)S接2，棒從右側(cè)開始運動完成一次振動的過程中（）A．電源電動勢SKIPIF1<0B．棒消耗的焦耳熱SKIPIF1<0C．從左向右運動時，最大擺角小于SKIPIF1<0D．棒兩次過最低點時感應電動勢大小相等3.（2023高考山東高中學業(yè)水平等級考試）足夠長U形導軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為SKIPIF1<0，電阻不計。質(zhì)量為SKIPIF1<0、長為SKIPIF1<0、電阻為SKIPIF1<0的導體棒MN放置在導軌上，與導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磁場，磁感應強度分別為SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0，方向向下。用不可伸長的輕繩跨過固定輕滑輪將導軌CD段中點與質(zhì)量為SKIPIF1<0的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時刻MN、CD同時分別進入磁場區(qū)域I和Ⅱ并做勻速直線運動，MN、CD與磁場邊界平行。MN的速度SKIPIF1<0，CD的速度為SKIPIF1<0且SKIPIF1<0，MN和導軌間的動摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A.SKIPIF1<0的方向向上 B.SKIPIF1<0的方向向下 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<04．（2022重慶高考）如圖1所示，光滑的平行導電軌道水平固定在桌面上，軌道間連接一可變電阻，導體桿與軌道垂直并接觸良好（不計桿和軌道的電阻），整個裝置處在垂直于軌道平面向上的勻強磁場中。桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開始做勻加速直線運動，兩次運動中拉力大小與速率的關(guān)系如圖2所示。其中，第一次對應直線①，初始拉力大小為SKIPIF1<0，改變電阻阻值和磁感應強度大小后，第二次對應直線②，初始拉力大小為SKIPIF1<0，兩直線交點的縱坐標為SKIPIF1<0。若第一次和第二次運動中的磁感應強度大小之比為k、電阻的阻值之比為m、桿從靜止開始運動相同位移的時間之比為n，則k、m、n可能為（）A．SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0D．SKIPIF1<0最新模擬題1.(2024長春重點高中質(zhì)檢)如圖甲所示，左側(cè)接有定值電阻R＝2Ω的水平粗糙導軌處于垂直紙面向外的勻強磁場中，磁感應強度B＝1T，導軌間距L＝1m．一質(zhì)量m＝2kg，阻值r＝2Ω的金屬棒在水平拉力F作用下由靜止開始從CD處沿導軌向右加速運動，金屬棒的v－x圖象如圖乙所示，若金屬棒與導軌間動摩擦因數(shù)μ＝0.2，則從起點發(fā)生x＝1m位移的過程中(g＝10m/s2)()A.金屬棒克服安培力做的功W1＝0.25JB.金屬棒克服摩擦力做的功W2＝5JC.整個系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q＝4.25JD.拉力做的功W＝9.25J2.（2023山東煙臺三模）.如圖所示，金屬導軌abcd與水平面成SKIPIF1<0角固定，導軌各相鄰段互相垂直，導軌頂端接有阻值為R的定值電阻。已知窄軌間距為SKIPIF1<0，窄軌長S，寬軌間距為L，寬軌長3S，在導軌所在的平面內(nèi)有垂直于導軌平面向下的勻強磁場，磁感強度大小為B?，F(xiàn)有一根長度等于L，電阻也為R、質(zhì)量為m的金屬棒從窄軌頂端由靜止釋放，已知金屬棒剛到達窄軌底部瞬間的加速度大小為SKIPIF1<0，并且在到達寬軌底部之前已經(jīng)做勻速直線運動，重力加速度為g，不計一切摩擦，金屬棒始終與導軌接觸良好，導軌電阻不計。則下列說法中正確的是（）A.金屬棒在窄軌和寬軌上運動時的最大速度之比為SKIPIF1<0B.金屬棒剛進入寬軌時的瞬時加速度大小為SKIPIF1<0C.在窄軌和寬軌上兩個運動的過程中，金屬棒中產(chǎn)生的焦耳熱相等D.金屬棒從窄軌頂端運動到寬軌底部的整個過程中通過電阻R的電荷量為SKIPIF1<03.（2023湖北高考沖刺模擬）如圖，兩根相互平行的光滑長直金屬導軌固定在水平絕緣桌面上，在導軌的左端接入電容為C的電容器和阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、長度為L、阻值也為R的導體棒MN靜止于導軌上，與導軌垂直，且接觸良好，導軌電阻忽略不計，整個系統(tǒng)處于方向豎直向下的勻強磁場中。磁感應強度為B。開始時，電容器所帶的電荷量為Q，合上開關(guān)S后，（）A.導體棒MN受到的安培力的最大值為SKIPIF1<0B.導體棒MN向右先加速、后勻速運動C.導體棒MN速度最大時所受的安培力也最大D.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱等于導體棒MN上產(chǎn)生的焦耳熱4.（2023長沙二模）如圖，兩根相同“SKIPIF1<0”形等高光滑金屬導軌豎直放置，頂端水平，間距為SKIPIF1<0，中間跨接一電容為C不帶電的電容器，初態(tài)開關(guān)SKIPIF1<0為斷開狀態(tài)，SKIPIF1<0棒水平靜止于頂端，SKIPIF1<0棒被水平鎖定在電容器的下方，兩棒與導軌接觸良好，都處在磁感應強度大小為SKIPIF1<0方向相反的有界勻強磁場中，虛線為兩磁場的分界線（磁場末畫出，其方向均垂直紙面），b棒初始位置離導軌末端高度為SKIPIF1<0，現(xiàn)解除鎖定讓SKIPIF1<0棒由靜止下落，剛脫離軌道末端瞬間立即閉合開關(guān)SKIPIF1<0，再經(jīng)時間SKIPIF1<0秒后SKIPIF1<0棒跳離導軌頂端，上升最大高度為SKIPIF1<0，已知兩棒質(zhì)量均為SKIPIF1<0，重力加速度為SKIPIF1<0，不計一切摩擦阻力及電阻，則（）A.如果SKIPIF1<0足夠大，解除鎖定后SKIPIF1<0棒將在導軌后段做勻速運動B.b棒離開導軌時速度大小為SKIPIF1<0C跳離過程中電容器兩端電壓變化SKIPIF1<0D.跳離后電容器所帶電量可能為零5.（2023廣東汕頭育能實驗中學質(zhì)檢）如圖，水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置，間距為SKIPIF1<0，一端通過導線與阻值為SKIPIF1<0的電阻連接；導軌上放一質(zhì)量為SKIPIF1<0的金屬桿（如圖甲），金屬桿與導軌的電阻忽略不計，勻強磁場豎直向下。用與導軌平行的拉力SKIPIF1<0作用在金屬桿上，使桿運動，當改變拉力的大小時，相對應穩(wěn)定時的速度SKIPIF1<0也會變化，已知SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的關(guān)系如圖乙。（重力加速度取SKIPIF1<0）則（）A.金屬桿受到的拉力與速度成正比B.該磁場磁感應強度B為0.25TC.圖線在橫軸的截距表示金屬桿與導軌間的阻力大小D.導軌與金屬桿之間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<06.（2023江西上饒二模）如圖所示，相距為d的兩根足夠長平行光滑直導軌放置在絕緣水平面上，導軌左側(cè)與阻值為R的電阻相連，虛線右側(cè)導軌處于方向豎直向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場中。一質(zhì)量為m、單位長度電阻為R、長度略大于d的粗細均勻?qū)w棒垂直于導軌放置在虛線左側(cè)，導體棒到虛線的距離為L。某時刻給導體棒一沿導軌向右的水平恒力F，不計導軌電阻。若導體棒剛進入磁場時撤去水平恒力，導體棒在運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，則下列說法正確的是（）A.導體棒剛進入磁場時產(chǎn)生的感應電動勢為SKIPIF1<0B.導體棒剛進入磁場時，電阻R兩端的電壓大小為SKIPIF1<0C.從剛撤去水平恒力至導體棒停下，通過導體棒的總電荷量為SKIPIF1<0D.進入磁場后，導體棒產(chǎn)生的熱量為SKIPIF1<07.（2023遼寧省遼西聯(lián)考）如圖，光滑平行導軌MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，兩導軌間距為L，MP間接有阻值為SKIPIF1<0的定值電阻。兩導軌間有一邊長為SKIPIF1<0的正方形區(qū)域abcd，該區(qū)域內(nèi)有方向豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B，ad平行MN。一粗細均勻、質(zhì)量為m的金屬桿與導軌接觸良好并靜止于ab處，金屬桿接入兩導軌間的電阻為R。現(xiàn)用一恒力F平行MN向右拉桿，已知桿出磁場前已開始做勻速運動，不計導軌及其他電阻，忽略空氣阻力，則（）A.金屬桿勻速運動時的速率為SKIPIF1<0B.出磁場時，dc間金屬桿兩端電勢差SKIPIF1<0C.從b到c的過程中，金屬桿產(chǎn)生的電熱為SKIPIF1<0D.從b到c的過程中，通過定值電阻的電荷量為SKIPIF1<08.（2023年7月安徽蚌埠期末）如圖所示，磁場方向垂直紙面向里，金屬導軌EF、CD在豎直平面內(nèi)垂直磁場平行放置，并通過繞在豎直鐵芯上的導線連接，鐵芯正上方有一水平放置的金屬環(huán)，金屬桿AB豎直放置，與導軌EF、CD垂直且始終接觸良好，現(xiàn)突然用外力向右拉動金屬桿AB，下列說法正確的是（）A.AB中電流由A到B，金屬環(huán)受到的安培力向上B.AB中電流由A到B，金屬環(huán)受到的安培力向下C.AB中電流由B到A，金屬環(huán)受到的安培力向上D.AB中電流由B到A，金屬環(huán)受到的安培力向下9.（2023年7月安徽蚌埠期末）如圖所示，某光滑金屬導軌由水平平行軌道和豎直SKIPIF1<0圓周軌道組成，水平平行