高考物理二輪復(fù)習(xí)專項訓(xùn)練模型57 電磁感應(yīng)中的單棒切割模型（原卷版）

模型57電磁感應(yīng)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(yīng)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(dāng)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(jìn)入線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向為abcdC.汽車離開線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向為abcdD.汽車進(jìn)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(dǎo)體棒，通過兩根長均為l、質(zhì)量不計的導(dǎo)電細(xì)桿連在等高的兩固定點(diǎn)上，固定點(diǎn)間距也為L。細(xì)桿通過開關(guān)S可與直流電源E0或理想二極管串接。在導(dǎo)體棒所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上、大小為B的勻強(qiáng)磁場，不計空氣阻力和其它電阻。開關(guān)S接1，當(dāng)導(dǎo)體棒靜止時，細(xì)桿與豎直方向的夾角固定點(diǎn)SKIPIF1<0；然后開關(guān)S接2，棒從右側(cè)開始運(yùn)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(yùn)動時，最大擺角小于SKIPIF1<0D．棒兩次過最低點(diǎn)時感應(yīng)電動勢大小相等3.（2023高考山東高中學(xué)業(yè)水平等級考試）足夠長U形導(dǎo)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(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(dǎo)軌CD段中點(diǎn)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(jìn)入磁場區(qū)域I和Ⅱ并做勻速直線運(yùn)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(dǎo)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(dǎo)電軌道水平固定在桌面上，軌道間連接一可變電阻，導(dǎo)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(qiáng)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(yùn)動，兩次運(yùn)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(yīng)直線①，初始拉力大小為SKIPIF1<0，改變電阻阻值和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小后，第二次對應(yīng)直線②，初始拉力大小為SKIPIF1<0，兩直線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為SKIPIF1<0。若第一次和第二次運(yùn)動中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為k、電阻的阻值之比為m、桿從靜止開始運(yùn)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(diǎn)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(dǎo)軌處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T，導(dǎo)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(dǎo)軌向右加速運(yùn)動，金屬棒的v－x圖象如圖乙所示，若金屬棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)μ＝0.2，則從起點(diǎn)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(dǎo)軌abcd與水平面成SKIPIF1<0角固定，導(dǎo)軌各相鄰段互相垂直，導(dǎo)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(dǎo)軌所在的平面內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)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(dá)窄軌底部瞬間的加速度大小為SKIPIF1<0，并且在到達(dá)寬軌底部之前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動，重力加速度為g，不計一切摩擦，金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)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(yùn)動時的最大速度之比為SKIPIF1<0B.金屬棒剛進(jìn)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(yùn)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(yùn)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(dǎo)軌固定在水平絕緣桌面上，在導(dǎo)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(dǎo)體棒MN靜止于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個系統(tǒng)處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。磁感應(yīng)強(qiáng)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(dǎo)體棒MN受到的安培力的最大值為SKIPIF1<0B.導(dǎo)體棒MN向右先加速、后勻速運(yùn)動C.導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)軌接觸良好，都處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0方向相反的有界勻強(qiáng)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)軌后段做勻速運(yùn)動B.b棒離開導(dǎo)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(shí)驗中學(xué)質(zhì)檢）如圖，水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為SKIPIF1<0，一端通過導(dǎo)線與阻值為SKIPIF1<0的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為SKIPIF1<0的金屬桿（如圖甲），金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計，勻強(qiáng)磁場豎直向下。用與導(dǎo)軌平行的拉力SKIPIF1<0作用在金屬桿上，使桿運(yùn)動，當(dāng)改變拉力的大小時，相對應(yīng)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(yīng)強(qiáng)度B為0.25TC.圖線在橫軸的截距表示金屬桿與導(dǎo)軌間的阻力大小D.導(dǎo)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(dǎo)軌放置在絕緣水平面上，導(dǎo)軌左側(cè)與阻值為R的電阻相連，虛線右側(cè)導(dǎo)軌處于方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)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(xì)均勻?qū)w棒垂直于導(dǎo)軌放置在虛線左側(cè)，導(dǎo)體棒到虛線的距離為L。某時刻給導(dǎo)體棒一沿導(dǎo)軌向右的水平恒力F，不計導(dǎo)軌電阻。若導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時撤去水平恒力，導(dǎo)體棒在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，則下列說法正確的是（）A.導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為SKIPIF1<0B.導(dǎo)體棒剛進(jìn)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(dǎo)體棒停下，通過導(dǎo)體棒的總電荷量為SKIPIF1<0D.進(jìn)入磁場后，導(dǎo)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(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間距為L，MP間接有阻值為SKIPIF1<0的定值電阻。兩導(dǎo)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ad平行MN。一粗細(xì)均勻、質(zhì)量為m的金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并靜止于ab處，金屬桿接入兩導(dǎo)軌間的電阻為R?，F(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(yùn)動，不計導(dǎo)軌及其他電阻，忽略空氣阻力，則（）A.金屬桿勻速運(yùn)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)軌由水平平行軌道和豎直SKIPIF1<0圓周軌道組成，水平平行