高中人教物理選擇性必修二專題05 單雙桿模型-學(xué)生版

1、專題5 單雙桿模型（學(xué)生版）一、目標(biāo)要求目標(biāo)要求重、難點(diǎn)無(wú)力單桿（阻尼式）重點(diǎn)、難點(diǎn)恒力單桿（發(fā)電式）重點(diǎn)、難點(diǎn)含容單桿重點(diǎn)、難點(diǎn)含源單桿重點(diǎn)、難點(diǎn)二、知識(shí)點(diǎn)解析1.無(wú)力單桿（阻尼式）整個(gè)回路僅有電阻，導(dǎo)體棒以一定初速度垂直切割磁感線，除安培力外不受其他外力如圖所示(1)動(dòng)力學(xué)根據(jù)右手定則確定電流方向，左手定則確定安培力方向，畫(huà)出受力分析圖，這種情況下安培力方向與速度方向相反某時(shí)刻下導(dǎo)體棒的速度為v，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流，安培力大小根據(jù)牛頓定律：，可知導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終減速到零在的情況下，上式還可寫(xiě)成：；整理得：由于，則上式求和可得：以整個(gè)過(guò)程為研究過(guò)程，則有：(2)電路

2、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，整個(gè)過(guò)程平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為；根據(jù)閉合電路歐姆定律，整個(gè)過(guò)程平均電流則整個(gè)過(guò)程中通過(guò)任一橫截面的電荷量.實(shí)際上也可通過(guò)牛頓定律求解電荷量：;整理得：由于，則上式求和可得：;解得(3)能量安培力瞬時(shí)功率，整個(gè)回路某時(shí)刻的熱功率，因此克服安培力所做的功等于整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量從能量守恒的角度出發(fā)，即導(dǎo)體棒減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量2.恒力單桿（發(fā)電式）整個(gè)回路僅有電阻，導(dǎo)體棒在恒力F作用下從靜止出發(fā)垂直切割磁感線如圖所示(1)動(dòng)力學(xué)根據(jù)右手定則確定電流方向，左手定則確定安培力方向，畫(huà)出受力分析圖，這種情況下安培力方向與速度方向相反某時(shí)刻下導(dǎo)體棒的速度為v，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感

3、應(yīng)電流，安培力大小據(jù)牛頓定律：可知導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)有最大速度，(2)電路這種情況下仍有或從牛頓定律出發(fā)：；整理得：等式兩邊同時(shí)求和，利用得：若知道研究過(guò)程的位移或時(shí)間均能得到通過(guò)回路任一橫截面的電荷量(3)能量安培力瞬時(shí)功率，整個(gè)回路某時(shí)刻的熱功率，因此克服安培力所做的功仍然等于整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量從功能關(guān)系的角度出發(fā)，外力所做的功一部分轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動(dòng)能，另一部分轉(zhuǎn)化為整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量3.含容單桿電容器、電阻與導(dǎo)體棒通過(guò)光滑導(dǎo)軌連成回路，導(dǎo)體棒以一定初速度垂直切割磁感線，除安培力外不受其他外力，如圖所示當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)右手定則知回路存在

4、逆時(shí)針的充電電流，電容器兩端電壓逐漸增大；而又根據(jù)左手定則知導(dǎo)體棒受向左的安培力，因此導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng)，又因可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸減小，當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小至與電容器兩端相同時(shí)，不再向電容器充電，充電電流為零，導(dǎo)體不受安培力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)(1)動(dòng)力學(xué)設(shè)導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為v，則根據(jù)終態(tài)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩端電壓相等：又根據(jù)牛頓定律：由于充電電流逐漸減小，故導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，直至勻速在的情況下可寫(xiě)作：；整理得：利用和，等式兩邊同時(shí)求和：又根據(jù)電容器的定義式代入可解得：(2)能量從能量守恒的角度出發(fā)，導(dǎo)體棒減少的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化為回路產(chǎn)生的熱量，另一部分以電場(chǎng)能的形式儲(chǔ)存在電

5、容器中；這種情況下導(dǎo)體棒克服安培力所做的功并不等于回路產(chǎn)生的熱量4.含源單桿電源提供電流，使導(dǎo)體棒受到安培力作用，根據(jù)左手定則，導(dǎo)體棒所受安培力向右，因此導(dǎo)體棒在安培力作用下向右做加速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的感應(yīng)電流與電源提供電流方向相反，相互抵消當(dāng)導(dǎo)體棒速度增大至所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電源電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，回路中沒(méi)有電流，導(dǎo)體棒不受安培力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)導(dǎo)體棒速度為v時(shí)，回路中電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為，回路電流根據(jù)牛頓定律：可知導(dǎo)體棒向右做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)有最大速度，在的情況下牛頓定律表達(dá)式可寫(xiě)作：；整理得：利用和，等式兩邊同時(shí)求和：解得整個(gè)過(guò)程通過(guò)任

6、一橫截面的電荷量又根據(jù)能量守恒，電源提供的電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動(dòng)能和回路產(chǎn)生的熱量：解得整個(gè)過(guò)程回路產(chǎn)生的熱量5.等距雙桿模型光滑導(dǎo)軌上兩根金屬棒連成閉合回路，不受其他外力，且初始時(shí)刻其中一根金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)如圖所示兩金屬棒所處的區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度不相同，設(shè)導(dǎo)軌無(wú)限長(zhǎng)，金屬棒不會(huì)脫離原先所處的磁場(chǎng)區(qū)域當(dāng)L1向右切割磁感線時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使L2受安培力作用而運(yùn)動(dòng)，也切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則，L1和L2產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，相互抵消當(dāng)兩金屬棒產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，回路無(wú)電流，金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)(1)動(dòng)力學(xué)設(shè)某時(shí)刻L1的速度為v1，L2的速度為v2，則回

7、路的電動(dòng)勢(shì)為，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為.根據(jù)牛頓定律，對(duì)L1：，對(duì)L2：由于L1做減速運(yùn)動(dòng)而L2做加速運(yùn)動(dòng)，因此電動(dòng)勢(shì)E逐漸減小，I逐漸減小，因此L1和L2的加速度也逐漸減小，最終減小到零，此時(shí)L1速度達(dá)到最小，而L2速度達(dá)到最大：在在的情況下可將牛頓運(yùn)動(dòng)定律的表達(dá)式寫(xiě)作：，利用和，等式兩邊同時(shí)求和：，聯(lián)立即可求解最終的速度vm1和vm2以及整個(gè)過(guò)程通過(guò)回路的電荷量q特殊地，當(dāng)兩側(cè)導(dǎo)軌寬度相同，即，且所處區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，即時(shí)有：，(2)能量根據(jù)能量守恒定律，金屬棒L1減少的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)2的動(dòng)能，另一部分轉(zhuǎn)化為整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量，即：6.不等距雙桿模型光滑導(dǎo)軌上兩長(zhǎng)度相同的金屬棒組成閉合回路，

8、整個(gè)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，初始時(shí)刻兩棒靜止，L1受恒定外力F的作用如圖所示L1受外力作用向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使L2受安培力作用而運(yùn)動(dòng)，也切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，兩金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，相互抵消由于整體受一個(gè)恒定外力，因此系統(tǒng)不可能達(dá)到平衡狀態(tài)(1)動(dòng)力學(xué)設(shè)某時(shí)刻L1的速度為v1，L2的速度為v2，則回路的電動(dòng)勢(shì)為，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為:根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，對(duì)L1：；對(duì)L2：由于最開(kāi)始安培力較小，因此則L1的速度增量v1大于L2的速度增量v2，故逐漸增大，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流也逐漸增大，兩棒所受安培力也逐漸增大，因此L1做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，

9、L2做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)，最終當(dāng)時(shí)，達(dá)到最大，回路中電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流保持不變，安培力保持不變，L1和L2一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)因此有，解得共同加速度為，此時(shí)回路中電流，對(duì)應(yīng)速度差值(2)能量根據(jù)能量守恒定律，外力所做的功一部分轉(zhuǎn)化為兩棒增加的動(dòng)能，另一部分轉(zhuǎn)化為回路產(chǎn)生的熱量三、考查方向題型1：無(wú)力單桿（阻尼式）典例一：（2020海淀區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，水平面上有兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌和，兩導(dǎo)軌間距為，電阻均可忽略不計(jì)。在和之間接有阻值為的定值電阻，導(dǎo)體桿電阻為并與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)給桿一個(gè)瞬時(shí)沖量，使它獲得水平向右的初速度下列

10、圖象中，關(guān)于桿的速度、通過(guò)電阻中的電流、電阻的電功率、通過(guò)的磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律，可能正確的是A BCD題型2：恒力單桿（發(fā)電式）典例二：（2009福建多選）如圖所示，固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為，其右端接有阻值為的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為。則此過(guò)程A桿的速度最大值為B流過(guò)

11、電阻的電荷量為C恒力做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量D恒力做的功與安培力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量題型3：含容單桿典例三：（2019贛榆區(qū)校級(jí)三模）如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為，直導(dǎo)線垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為電容器的電容為，除電阻外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)?，F(xiàn)給導(dǎo)線一初速度，使導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電路穩(wěn)定后，以速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)A電容器兩端的電壓為零B電阻兩端的電壓為C電容器所帶電荷量為D為保持勻速運(yùn)動(dòng)，需對(duì)其施加的拉力大小為題型4：含源單桿典例四：（2020春市中區(qū)校級(jí)期中多選）如圖，水平固定放置的足夠長(zhǎng)的光滑平行

12、導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，間距為，左端連接的電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為，質(zhì)量為的金屬桿垂直靜止放在導(dǎo)軌上，金屬桿處于導(dǎo)軌間部分的電阻為，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，閉合開(kāi)關(guān)，金屬桿沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)直至達(dá)到最大速度過(guò)程中，則下列說(shuō)法正確的是A金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B此過(guò)程中通過(guò)金屬桿的電荷量為C此過(guò)程中電源提供的電能為D此過(guò)程中金屬桿產(chǎn)生的熱量為題型5：等距雙桿模型典例五：（2019新課標(biāo)多選）如圖，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒、靜止在導(dǎo)軌上。時(shí)，棒.以初速度向右滑動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，、始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用、表示，

13、回路中的電流用表示。下列圖象中可能正確的是A BCD題型6：不等距雙桿模型典例六：（2015贛州二模多選）如圖所示，虛線上方存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下方存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為足夠長(zhǎng)的不等間距金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。兩根金屬棒通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，其中光滑金屬棒質(zhì)量為，長(zhǎng)為，電阻為；金屬棒質(zhì)量為、長(zhǎng)為、電阻為，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為若棒在外力的作用下向上做勻速運(yùn)動(dòng)，棒向下做勻速運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是A棒中電流方向從到B棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度C時(shí)間內(nèi)棒上的焦耳熱為D桿所受拉力四、模擬訓(xùn)練一、基礎(chǔ)練習(xí)1.如圖1所示，水平面上有兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金

14、屬導(dǎo)軌和，兩導(dǎo)軌間距為，電阻均可忽略不計(jì)。在和之間接有阻值為的定值電阻，導(dǎo)體桿質(zhì)量為、電阻為，并與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于方向豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)給桿一個(gè)初速度，使桿向右運(yùn)動(dòng)。（1）當(dāng)桿剛好具有初速度時(shí)，求此時(shí)桿兩端的電壓，、端哪端電勢(shì)高；（2）請(qǐng)?jiān)趫D2中定性畫(huà)出通過(guò)電阻的電流隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象。2.許多電磁現(xiàn)象可以用力的觀點(diǎn)來(lái)分析，也可以用動(dòng)量、能量等觀點(diǎn)來(lái)分析和解釋（1）如圖1所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為，一端連接阻值為的電阻導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為質(zhì)量為、電阻為的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，其長(zhǎng)度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好在平

15、行于導(dǎo)軌、大小為的水平恒力作用下，導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度為時(shí)，求其加速度的大??；已知導(dǎo)體棒從靜止到速度達(dá)到穩(wěn)定所經(jīng)歷的時(shí)間為，求這段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)導(dǎo)體棒某一橫截面的電荷量（2）在如圖2所示的閉合電路中，設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為，外電阻為，其余電阻不計(jì)，電路中的電流為請(qǐng)你根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義并結(jié)合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律證明：3.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一豎直放置的光滑的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌間距為，頂端接有阻值為的電阻將一根金屬棒從導(dǎo)軌上的處由靜止釋放已知棒的長(zhǎng)度為，質(zhì)量為，電阻為金屬棒始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，處于水平且與導(dǎo)軌接觸良好，忽略

16、導(dǎo)軌的電阻重力加速度為（1）分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況，并求出運(yùn)動(dòng)過(guò)程的最大速度和整個(gè)電路產(chǎn)生的最大電熱功率（2）若導(dǎo)體棒下落時(shí)間為時(shí)，其速度為，求其下落高度4.如圖1所示，固定于水平面的形導(dǎo)線框處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線框兩平行導(dǎo)軌間距為，左端接一電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻不計(jì)的電源。一質(zhì)量為、電阻為的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)線框放置并接觸良好。閉合開(kāi)關(guān)，導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻，平行軌道足夠長(zhǎng)。請(qǐng)分析說(shuō)明導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況，在圖2中畫(huà)出速度隨時(shí)間變化的示意圖；并推導(dǎo)證明導(dǎo)體棒達(dá)到的最大速度為；5.（2019春石景山區(qū)期末）如圖1所示，水平面上有兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌和，兩導(dǎo)

17、軌間距為，電阻均可忽略不計(jì)在和之間接有阻值為的定值電阻，導(dǎo)體桿質(zhì)量為、電阻為，并與導(dǎo)軌接觸良好整個(gè)裝置處于方向豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中現(xiàn)給桿一個(gè)初速度，使桿向右運(yùn)動(dòng)（1）當(dāng)桿剛好具有初速度時(shí)，求此時(shí)桿兩端的電壓，、兩端哪端電勢(shì)高；（2）請(qǐng)?jiān)趫D2中定性畫(huà)出通過(guò)電阻的電流隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象；（3）若將和之間的電阻改為接一電容為的電容器，如圖3所示同樣給桿一個(gè)初速度，使桿向右運(yùn)動(dòng)請(qǐng)分析說(shuō)明桿的運(yùn)動(dòng)情況，并推導(dǎo)證明桿穩(wěn)定后的速度為6.（2019天津一模）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，豎直放置兩根平行金屬導(dǎo)軌（電阻不計(jì)），磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向里，導(dǎo)軌上端接一阻值為的電阻。兩金屬

18、棒和的電阻均為，質(zhì)量分別為和，它們與導(dǎo)軌接觸良好并可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)。閉合開(kāi)關(guān)，先固定，用一恒力向上拉，穩(wěn)定后以的速度勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再釋放，恰好保持靜止，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，取，求：（1）拉力的大?。唬?）若將金屬棒固定，讓金屬棒自由滑下（開(kāi)關(guān)仍閉合），求滑行的最大速度；（3）若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將金屬棒和都固定，使磁感應(yīng)強(qiáng)度大小經(jīng)由隨時(shí)間均勻增加到時(shí)，棒受到的安培力正好等于棒的重力，求兩金屬棒間的距離。7.（2018天津二模）虛線上方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下方存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，足夠長(zhǎng)的不等間距金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。兩根金屬棒水平地靠在金屬導(dǎo)軌上，其中金屬棒

19、光滑且質(zhì)量為，長(zhǎng)為，電阻為，金屬棒質(zhì)量為、長(zhǎng)為、電阻為，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為若棒在拉力的作用下沿導(dǎo)軌由靜止向上做加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)由靜止釋放棒，如圖所示。已知運(yùn)動(dòng)過(guò)程中棒與導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度為，求：（1）棒哪端電勢(shì)高，兩端的電壓的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律；（2）作用在金屬棒上的拉力需要滿足的條件；（3）棒下滑達(dá)到最大速度所需時(shí)間二、提升練習(xí)1.（2020新課標(biāo)多選）如圖，形光滑金屬框置于水平絕緣平臺(tái)上，和邊平行，和邊垂直。、足夠長(zhǎng)，整個(gè)金屬框電阻可忽略。一根具有一定電阻的導(dǎo)體棒置于金屬框上，用水平恒力向右拉動(dòng)金屬框，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，裝置始終處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與金屬框保持良

20、好接觸，且與邊保持平行。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后A金屬框的速度大小趨于恒定值B金屬框的加速度大小趨于恒定值C導(dǎo)體棒所受安培力的大小趨于恒定值D導(dǎo)體棒到金屬框邊的距離趨于恒定值2.（2016新課標(biāo)）如圖，水平面（紙面）內(nèi)間距為的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為、長(zhǎng)度為的金屬桿置于導(dǎo)軌上時(shí)，金屬桿在水平向右、大小為的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng)。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為重力加速度大小為。求：（1）金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大??；（2）電阻的阻值。3.（2014江蘇） 如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為，長(zhǎng)為，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，在導(dǎo)軌的中部刷有一