高考物理二轮复习专项训练模型57 电磁感应中的单棒切割模型（原卷版）

模型57电磁感应中的单棒切割模型1.（2023高考海南卷）汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（）A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcdC.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcdD.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同2．（2023年6月高考浙江选考科目）如图所示，质量为M、电阻为R、长为L的导体棒，通过两根长均为l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上，固定点间距也为L。细杆通过开关S可与直流电源E0或理想二极管串接。在导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为B的匀强磁场，不计空气阻力和其它电阻。开关S接1，当导体棒静止时，细杆与竖直方向的夹角固定点SKIPIF1<0；然后开关S接2，棒从右侧开始运动完成一次振动的过程中（）A．电源电动势SKIPIF1<0B．棒消耗的焦耳热SKIPIF1<0C．从左向右运动时，最大摆角小于SKIPIF1<0D．棒两次过最低点时感应电动势大小相等3.（2023高考山东高中学业水平等级考试）足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为SKIPIF1<0，电阻不计。质量为SKIPIF1<0、长为SKIPIF1<0、电阻为SKIPIF1<0的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，I和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为SKIPIF1<0的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域I和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行。MN的速度SKIPIF1<0，CD的速度为SKIPIF1<0且SKIPIF1<0，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度大小取SKIPIF1<0，下列说法正确的是（）A.SKIPIF1<0的方向向上 B.SKIPIF1<0的方向向下 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<04．（2022重庆高考）如图1所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为SKIPIF1<0，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为SKIPIF1<0，两直线交点的纵坐标为SKIPIF1<0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n，则k、m、n可能为（）A．SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0D．SKIPIF1<0最新模拟题1.(2024长春重点高中质检)如图甲所示，左侧接有定值电阻R＝2Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T，导轨间距L＝1m．一质量m＝2kg，阻值r＝2Ω的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v－x图象如图乙所示，若金属棒与导轨间动摩擦因数μ＝0.2，则从起点发生x＝1m位移的过程中(g＝10m/s2)()A.金属棒克服安培力做的功W1＝0.25JB.金属棒克服摩擦力做的功W2＝5JC.整个系统产生的总热量Q＝4.25JD.拉力做的功W＝9.25J2.（2023山东烟台三模）.如图所示，金属导轨abcd与水平面成SKIPIF1<0角固定，导轨各相邻段互相垂直，导轨顶端接有阻值为R的定值电阻。已知窄轨间距为SKIPIF1<0，窄轨长S，宽轨间距为L，宽轨长3S，在导轨所在的平面内有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感强度大小为B。现有一根长度等于L，电阻也为R、质量为m的金属棒从窄轨顶端由静止释放，已知金属棒刚到达窄轨底部瞬间的加速度大小为SKIPIF1<0，并且在到达宽轨底部之前已经做匀速直线运动，重力加速度为g，不计一切摩擦，金属棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。则下列说法中正确的是（）A.金属棒在窄轨和宽轨上运动时的最大速度之比为SKIPIF1<0B.金属棒刚进入宽轨时的瞬时加速度大小为SKIPIF1<0C.在窄轨和宽轨上两个运动的过程中，金属棒中产生的焦耳热相等D.金属棒从窄轨顶端运动到宽轨底部的整个过程中通过电阻R的电荷量为SKIPIF1<03.（2023湖北高考冲刺模拟）如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为m、长度为L、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。磁感应强度为B。开始时，电容器所带的电荷量为Q，合上开关S后，（）A.导体棒MN受到的安培力的最大值为SKIPIF1<0B.导体棒MN向右先加速、后匀速运动C.导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大D.电阻R上产生的焦耳热等于导体棒MN上产生的焦耳热4.（2023长沙二模）如图，两根相同“SKIPIF1<0”形等高光滑金属导轨竖直放置，顶端水平，间距为SKIPIF1<0，中间跨接一电容为C不带电的电容器，初态开关SKIPIF1<0为断开状态，SKIPIF1<0棒水平静止于顶端，SKIPIF1<0棒被水平锁定在电容器的下方，两棒与导轨接触良好，都处在磁感应强度大小为SKIPIF1<0方向相反的有界匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线（磁场末画出，其方向均垂直纸面），b棒初始位置离导轨末端高度为SKIPIF1<0，现解除锁定让SKIPIF1<0棒由静止下落，刚脱离轨道末端瞬间立即闭合开关SKIPIF1<0，再经时间SKIPIF1<0秒后SKIPIF1<0棒跳离导轨顶端，上升最大高度为SKIPIF1<0，已知两棒质量均为SKIPIF1<0，重力加速度为SKIPIF1<0，不计一切摩擦阻力及电阻，则（）A.如果SKIPIF1<0足够大，解除锁定后SKIPIF1<0棒将在导轨后段做匀速运动B.b棒离开导轨时速度大小为SKIPIF1<0C跳离过程中电容器两端电压变化SKIPIF1<0D.跳离后电容器所带电量可能为零5.（2023广东汕头育能实验中学质检）如图，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为SKIPIF1<0，一端通过导线与阻值为SKIPIF1<0的电阻连接；导轨上放一质量为SKIPIF1<0的金属杆（如图甲），金属杆与导轨的电阻忽略不计，匀强磁场竖直向下。用与导轨平行的拉力SKIPIF1<0作用在金属杆上，使杆运动，当改变拉力的大小时，相对应稳定时的速度SKIPIF1<0也会变化，已知SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的关系如图乙。（重力加速度取SKIPIF1<0）则（）A.金属杆受到的拉力与速度成正比B.该磁场磁感应强度B为0.25TC.图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小D.导轨与金属杆之间的动摩擦因数为SKIPIF1<06.（2023江西上饶二模）如图所示，相距为d的两根足够长平行光滑直导轨放置在绝缘水平面上，导轨左侧与阻值为R的电阻相连，虚线右侧导轨处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m、单位长度电阻为R、长度略大于d的粗细均匀导体棒垂直于导轨放置在虚线左侧，导体棒到虚线的距离为L。某时刻给导体棒一沿导轨向右的水平恒力F，不计导轨电阻。若导体棒刚进入磁场时撤去水平恒力，导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，则下列说法正确的是（）A.导体棒刚进入磁场时产生的感应电动势为SKIPIF1<0B.导体棒刚进入磁场时，电阻R两端的电压大小为SKIPIF1<0C.从刚撤去水平恒力至导体棒停下，通过导体棒的总电荷量为SKIPIF1<0D.进入磁场后，导体棒产生的热量为SKIPIF1<07.（2023辽宁省辽西联考）如图，光滑平行导轨MN和PQ固定在同一水平面内，两导轨间距为L，MP间接有阻值为SKIPIF1<0的定值电阻。两导轨间有一边长为SKIPIF1<0的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，ad平行MN。一粗细均匀、质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，金属杆接入两导轨间的电阻为R。现用一恒力F平行MN向右拉杆，已知杆出磁场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽略空气阻力，则（）A.金属杆匀速运动时的速率为SKIPIF1<0B.出磁场时，dc间金属杆两端电势差SKIPIF1<0C.从b到c的过程中，金属杆产生的电热为SKIPIF1<0D.从b到c的过程中，通过定值电阻的电荷量为SKIPIF1<08.（2023年7月安徽蚌埠期末）如图所示，磁场方向垂直纸面向里，金属导轨EF、CD在竖直平面内垂直磁场平行放置，并通过绕在竖直铁芯上的导线连接，铁芯正上方有一水平放置的金属环，金属杆AB竖直放置，与导轨EF、CD垂直且始终接触良好，现突然用外力向右拉动金属杆AB，下列说法正确的是（）A.AB中电流由A到B，金属环受到的安培力向上B.AB中电流由A到B，金属环受到的安培力向下C.AB中电流由B到A，金属环受到的安培力向上D.AB中电流由B到A，金属环受到的安培力向下9.（2023年7月安徽蚌埠期末）如图所示，某光滑金属导轨由水平平行轨道和竖直SKIPIF1<0圆周轨道组成，水平平行