《2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训》专题67 电磁感应现象中的单棒问题（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训
专题 67 电磁感应现象中的单棒问题
特训目标 特训内容
目标 1 阻尼式单棒问题（1T—5T）
目标 2 电动式单棒问题（6T—10T）
目标 3 发电式单棒问题（11T—15T）
【特训典例】
一、阻尼式单棒问题
1．如图所示，左端接有阻值为 R的定值电阻且足够长的平行光滑导轨 CE、DF 的间距为 L，导轨固定在水
平面上，且处在磁感应强度为 B、竖直向下的匀强磁场中，一质量为 m、电阻为 r的导体棒 ab 垂直导轨放
置且静止，导轨的电阻不计。某时刻给导体棒 ab 一个水平向右的瞬时冲量 I，导体棒将向右运动，最后停
下来，则此过程中（　　）
A．导体棒做匀减速直线运动直至停止运动
B．电阻 R上产生的焦耳热为
C．通过导体棒 ab 横截面的电荷量为
D．导体棒 ab 运动的位移为
【答案】C
【详解】A．导体棒获得向右的瞬时初速度后切割磁感线，回路中出现感应电流，导体棒 ab 受到向左的安
培力，向右减速运动，由 可知，由于导体棒速度减小，则加速度减小，所以导体棒做的是加速
度越来越小的减速运动直至停止运动，A错误；
B．导体棒减少的动能 根据能量守恒定律可得 又根据串并联电路知识可
得 ，B错误；
C．根据动量定理可得 ； ； 可得 ，C正确；
D．由于 将 代入可得，导体棒 ab 运动的位移 ，D错误。
故选 C。
2．如图所示，一根直导体棒质量为 m、长为 L，其两端放在位于水平面内、间距也为 L的光滑平行金属导
轨上，并与之接触良好，导体棒左侧两导轨之间连接一可控电阻，导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强
度大小为 B，方向垂直于导轨所在平面。t=0 时刻，给导体棒一个平行于导轨的水平初速度 v0，此时可控电
阻的阻值为 R0，在导体棒运动过程中，通过可控电阻的变化使导体棒中的电流保持恒定，不计导轨和导体
棒的电阻，导体棒一直在磁场中，下列说法不正确的是（　　）
A．导体棒的加速度大小始终为 a=
B．导体棒从开始运动到停止的时间为 t=
C．导体棒从开始运动到停止的时间内，回路产生的焦耳热为
D．导体棒从开始运动到停止的时间内，回路产生的焦耳热为
【答案】D
【详解】A．由右手定则和左手定则可得，导体棒受到安培力水平向左，导体棒向右做减速运动，在导体
棒运动过程中，通过可控电阻的变化使导体棒中的电流 I保持恒定，对导体棒由牛顿第二定律可得 BIL=ma
导体棒向右做匀减速运动，结合 E=BLv
；
可得 可知导体棒的加速度大小始终为
故A不符合题意；
B．由导体棒做匀减速运动可得 v=v0－at 导体棒从开始运动到停止的时间为 故 B不符合题意；
CD．根据能量守恒定律可知，导体棒从开始运动到停止运动的过程中，回路产生的焦耳热为 故 C
不符合题意，D符合题意。故选 D。
3．如图所示，在磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场中，间距为 L的光滑水平 U型导体框左端连接
一阻值为 R的电阻，质量为 m、电阻为 r的导体棒 置于导体框上。不计导体框的电阻。 时 棒以
水平向右的初速度 开始运动，到达位置 c时棒刚好静止，其中 a、b与b、c的间距相等。下列分析正确
的是（　　）
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