《2022届高三物理二轮常见模型与方法综合特训专练》专题21 电磁感现象中的单双棒模型（原卷版）

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2022 届高三物理二轮常见模型与方法综合特训专练
专题 21 电磁感现象中的单双棒模型
专练目标 专练内容
目标 1单棒模型（1T—7T）
目标 2双棒模型（8T—16T）
【典例专练】
一、单棒模型
1．如图所示，两个平行导轨竖直放置，导轨间距为 L=2m。金属棒 MN 在导轨间部分电阻 r=2Ω，金属棒质
量m=0.4kg，导轨的最上端接阻值为 R=8Ω 的定值电阻。虚线 OO′下方无穷大区域存在匀强磁场，磁场方向
垂直纸面向里。将金属棒从图示位置由静止释放，下落过程中的 v-t图象如图。不计导轨的电阻和一切摩擦，
金属棒与导轨始终接触良好，取重力加速度 g=10m/s2，则（　　）
A．释放金属棒的位置到 OO′的距离为 10m B．匀强磁场的磁感应强度大小为 1T
C．1～2s 内，定值电阻 R产生的热量为 32J D．1～2s 内，金属棒克服安培力做的功为 32J
2．如图所示，平行金属导轨与水平面成 角，导轨与两相同的固定电阻 和 相连，匀强磁场垂直穿过
导轨平面。有一导体棒 ，质量为 m，导体棒的电阻 ﹐与导轨之间的动摩擦因数为 ，导体棒
沿导轨向上滑动，当上滑的速度为 v时，固定电阻 消耗的热功率为 Р，此时（　　）
A．整个装置因摩擦而产生的热功率为
B．整个装置消耗的机械功率为
C．导体棒受到的安培力的大小为
D．导体棒受到的安培力的大小为
3．如图所示，电阻不计的光滑 U形金属导轨固定在绝缘水平面上。区域Ⅰ、Ⅱ中存在方向均竖直向上的
磁场，Ⅰ区中磁感应强度随时间均匀增加，Ⅱ区中为匀强磁场。阻值恒定的金属棒在外力 F作用下从无磁
场区域中 a位置由静止开始向右做匀加速运动，到达区域Ⅱ的左边界时撤去外力 F，金属棒经Ⅱ区的 b位
置到达 c位置时速度变为零。运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好，下列说法正确的是（　　）
A．金属棒能够返回无磁场区
B．在无场区运动过程中，通过金属棒的电量为 0
C．金属棒第一次经过 b时的加速度大于第二次经过 b时的加速度
D．从 a至c外力 F做的功等于回路中的焦耳热
4．如图甲所示，两间距为 L的平行光滑金属导轨固定在水平面内，左端用导线连接，导轨处在竖直向上
的匀强磁场中，一根长度也为 L、电阻为 R的金属棒放在导轨上，在平行于导轨向右、大小为 F的恒力作
用下向右运动，金属棒运动过程中，始终与导轨垂直并接触良好，金属棒运动的加速度与速度关系如图乙
所示，不计金属导轨及左边导线电阻，金属导轨足够长，若乙图中的 、 均为已知量，则下列说法正确
的是（　　）
A．金属棒的质量为
B．匀强磁场的磁感应强度大小为
C．当拉力 F做功为 W时，通过金属棒横截面的电量为
D．某时刻撤去拉力，此后金属棒运动过程中加速度大小与速度大小成正比
5．如图所示，一“ ”形金属导轨 MPQ 固定在水平面上， ，金属导轨左端接一阻值为
的电阻，轨道电阻不计，空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度 。在金属导轨
右侧 E位置处垂直于 MQ 边放置一足够长的、质量为 电阻不计的光滑金属棒，此时金属棒与 M点
间的距离为 2m，之后在外力作用下，金属棒以 的初速度从 E位置处水平向右运动 2m 到达了 F位
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