高考物理二輪復(fù)習(xí)專項訓(xùn)練模型58電磁感應(yīng)中的雙棒切割模型（原卷版）

模型58電磁感應(yīng)中的雙棒切割模型1.（2022天津?qū)W業(yè)水平選擇性考試）如圖所示，邊長為a的正方形鋁框平放在光滑絕緣水平桌面上，桌面上有邊界平行、寬為b且足夠長的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于桌面，鋁框依靠慣性滑過磁場區(qū)域，滑行過程中鋁框平面始終與磁場垂直且一邊與磁場邊界平行，已知SKIPIF1<0，在滑入和滑出磁場區(qū)域的兩個過程中（）A.鋁框所用時間相同 B.鋁框上產(chǎn)生的熱量相同C.鋁框中的電流方向相同 D.安培力對鋁框的沖量相同2.（2023高考選擇性考試遼寧卷）如圖，兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，左、右兩側(cè)導(dǎo)軌間距分別為d和2d，處于豎直向上的磁場中，磁感應(yīng)強度大小分別為2B和B。已知導(dǎo)體棒MN的電阻為R、長度為d，導(dǎo)體棒PQ的電阻為2R、長度為2d，PQ的質(zhì)量是MN的2倍。初始時刻兩棒靜止，兩棒中點之間連接一壓縮量為L的輕質(zhì)絕緣彈簧。釋放彈簧，兩棒在各自磁場中運動直至停止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。整個過程中兩棒保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。下列說法正確的足（）A.彈簧伸展過程中、回路中產(chǎn)生順時針方向的電流B.PQ速率為v時，MN所受安培力大小為SKIPIF1<0C.整個運動過程中，MN與PQ的路程之比為2：1D.整個運動過程中，通過MN的電荷量為SKIPIF1<03．（2023高考北京卷）如圖所示，光滑水平面上的正方形導(dǎo)線框，以某一初速度進(jìn)入豎直向下的勻強磁場并最終完全穿出．線框的邊長小于磁場寬度．下列說法正確的是（）A．線框進(jìn)磁場的過程中電流方向為順時針方向B．線框出磁場的過程中做勻減速直線運動C．線框在進(jìn)和出的兩過程中產(chǎn)生的焦耳熱相等D．線框在進(jìn)和出的兩過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量相等4.（2022福建高考）如圖（a），一傾角為SKIPIF1<0的絕緣光滑斜面固定在水平地面上，其頂端與兩根相距為L的水平光滑平行金屬導(dǎo)軌相連；導(dǎo)軌處于一豎直向下的勻強磁場中，其末端裝有擋板M、N．兩根平行金屬棒G、H垂直導(dǎo)軌放置，G的中心用一不可伸長絕緣細(xì)繩通過輕質(zhì)定滑輪與斜面底端的物塊A相連；初始時刻繩子處于拉緊狀態(tài)并與G垂直，滑輪左側(cè)細(xì)繩與斜面平行，右側(cè)與水平面平行．從SKIPIF1<0開始，H在水平向右拉力作用下向右運動；SKIPIF1<0時，H與擋板M、N相碰后立即被鎖定．G在SKIPIF1<0后的速度一時間圖線如圖（b）所示，其中SKIPIF1<0段為直線．已知：磁感應(yīng)強度大小SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，G、H和A的質(zhì)量均為SKIPIF1<0，G、H的電阻均為SKIPIF1<0；導(dǎo)軌電阻、細(xì)繩與滑輪的摩擦力均忽略不計；H與擋板碰撞時間極短；整個運動過程A未與滑輪相碰，兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好：SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，重力加速度大小取SKIPIF1<0，圖（b）中e為自然常數(shù)，SKIPIF1<0．求：（1）在SKIPIF1<0時間段內(nèi)，棒G的加速度大小和細(xì)繩對A的拉力大小；（2）SKIPIF1<0時，棒H上拉力的瞬時功率；（3）在SKIPIF1<0時間段內(nèi)，棒G滑行的距離．最新模擬題1.（2024貴州遵義重點高中期末）.如圖所示，在水平地面上方固定兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌平行且位于同一水平面內(nèi)，間距為L。導(dǎo)軌右側(cè)水平地面上固定一傾角為θ的斜面，斜面底端位于導(dǎo)軌右端正下方。在導(dǎo)軌上放置兩根相距較遠(yuǎn)的金屬棒ab和cd，兩棒質(zhì)量均為m，長度均為L，電阻均為R。金屬導(dǎo)軌間存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。開始時cd棒靜止，給ab棒一個水平向右的瞬時初速度v0，一段時間后ab棒和cd棒共速，之后cd棒離開導(dǎo)軌無轉(zhuǎn)動地做平拋運動，cd棒落在斜面上時速度恰好與斜面垂直。兩棒在導(dǎo)軌上運動過程中均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌的電阻和空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）開始時cd棒的安培力大??；（2）cd棒做平拋運動的時間；（3）在兩棒共速前，當(dāng)cd棒的速度為SKIPIF1<0時（SKIPIF1<0），回路中電流I'的大小。2.（2024江西紅色十校9月聯(lián)考）如圖所示，間距為L的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在絕緣水平面上，質(zhì)量均為m的金屬棒ab、cd垂直放在導(dǎo)軌上，兩金屬棒接入電路的電阻均為R，垂直于導(dǎo)軌的虛線ef左側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，虛線ef的右側(cè)沒有磁場，給金屬棒ab一個水平向右的初速度v0，已知cd棒到達(dá)ef前已勻速運動，ab、cd棒不會發(fā)生相碰，兩金屬棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，ab棒出磁場時速度剛好為零，則下列說法正確的是（）A.cd棒最終速度為零B.cd棒從靜止運動到ef過程中通過電荷量為SKIPIF1<0C.整個過程，金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱為SKIPIF1<0D.整個過程，金屬棒ab克服安培力做的功為SKIPIF1<03.（18分）（2023年10月宜荊荊隨高三聯(lián)考）如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑金屬軌道EG、FH平行排列，間距SKIPIF1<0。EF右側(cè)水平部分有垂直軌道平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小SKIPIF1<0。導(dǎo)體棒PQ質(zhì)量SKIPIF1<0，電阻SKIPIF1<0，靜止在邊界EF右側(cè)x處。導(dǎo)體棒MN質(zhì)量SKIPIF1<0，電阻SKIPIF1<0，由軌道左側(cè)高h(yuǎn)處由靜止下滑，運動過程中兩桿始終與軌道接觸良好，重力加速度取SKIPIF1<0。（1）若SKIPIF1<0，求MN進(jìn)入磁場時導(dǎo)體棒PQ所受安培力F的大??；（2）若SKIPIF1<0，兩棒在磁場中運動時發(fā)生彈性碰撞，求從MN進(jìn)入磁場到兩棒達(dá)到穩(wěn)定過程中，導(dǎo)體棒MN上產(chǎn)生的焦耳熱SKIPIF1<0；（3）若SKIPIF1<0米，SKIPIF1<0米，要求MN與PQ運動過程中恰好不相撞，求a與b滿足的函數(shù)關(guān)系。4.（2023福建南平政和一中質(zhì)檢）如圖所示為兩根間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌，SKIPIF1<0左側(cè)向上彎曲，右側(cè)水平，水平導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強度為B的豎直向上的勻強磁場中。兩根金屬棒MN、PQ垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌接觸良好，MN、PQ棒的長度均為L、質(zhì)量均為m、阻值均為R。金屬棒MN從豎直高度h處由靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑。導(dǎo)軌電阻不計，整個過程金屬棒MN和PQ未相碰，則（）A.金屬棒MN進(jìn)入磁場時，金屬棒PQ兩端電壓大小為SKIPIF1<0B.釋放后金屬棒MN的最小速度為0C.整個過程中流過金屬棒PQ的電荷量為SKIPIF1<0D.整個過程中閉合回路產(chǎn)生的焦耳熱為SKIPIF1<05.（2023山東部分重點中學(xué)考前熱身押題）如圖所示，足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌兩個邊分別平行，電阻可忽略。導(dǎo)體棒PQ、MN置于導(dǎo)軌上不同寬度處，初狀態(tài)均處于靜止?fàn)顟B(tài)，左側(cè)導(dǎo)軌間距為右側(cè)導(dǎo)軌間距的2倍。用水平恒力F向右拉動MN，運動過程中，裝置始終處于豎直向上的勻強磁場中，導(dǎo)體棒未脫離原寬度處的導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌保持良好接觸。經(jīng)過一段時間后（）A.導(dǎo)體棒MN的速度大小趨于恒定值B.導(dǎo)體棒MN的加速度大小趨于恒定值C.導(dǎo)體棒PQ所受安培力的大小趨于恒定值D.導(dǎo)體棒MN和導(dǎo)體棒PQ的速度趨于相等6．（2023四川成都七中二診）間距為L的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平段處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為B，導(dǎo)軌的彎曲段處在磁場之外，如圖甲所示。導(dǎo)體棒a與b接入電路的有效電阻分別為R、2R。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為m，b棒放置在水平導(dǎo)軌上足夠遠(yuǎn)處，a棒在彎曲段導(dǎo)軌上距水平段某一高度處由靜止釋放，剛進(jìn)入磁場時導(dǎo)體棒a受到的安培力的大小為F，以導(dǎo)體棒a剛進(jìn)入磁場時為計時起點，導(dǎo)體棒a的速度隨時間變化的v—t圖像如圖所示（v0未知）。運動過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直，重力加速度大小為g，以下說法中正確的是（）A．導(dǎo)體棒a釋放時距導(dǎo)軌水平段的高度SKIPIF1<0B．導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為2mC．0~t1這段時間內(nèi)通過a、b棒的電荷量之比為1：2D．0~t2這段時間內(nèi)導(dǎo)體棒b產(chǎn)生的內(nèi)能SKIPIF1<07.（2023四川成都石室中學(xué)二診）兩根相互平行、足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌ACD-A1C1D1固定于水平桌面上，左側(cè)AC-A1C1軌道間距為L，右側(cè)CD-C1D1軌道間距為2L，導(dǎo)軌所在區(qū)域存在方向豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。如圖所示，兩橫截面積相同、由同種金屬材料制成的導(dǎo)體棒a、b分別置于導(dǎo)軌的左右兩側(cè)，已知導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為m。某時刻導(dǎo)體棒a獲得一個初速度v0開始向右運動，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計。關(guān)于導(dǎo)體棒以后的運動，下列說法正確的是（）A.導(dǎo)體棒a、b運動穩(wěn)定后，相等時間內(nèi)通過的位移之比是2∶1B.導(dǎo)體棒a、b運動穩(wěn)定后的速度分別為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0C.從開始到運動穩(wěn)定的過程中，通過導(dǎo)體棒a的電荷量為SKIPIF1<0D.從開始到運動穩(wěn)定的過程中，導(dǎo)體棒b產(chǎn)生的熱量為SKIPIF1<08.（2023湖南懷化二模）如圖所示，兩根足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.9m，與水平面夾角SKIPIF1<0，正方形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=2T，方向垂直于斜面向上。甲、乙是兩根質(zhì)量相同、電阻均為SKIPIF1<0的金屬桿，垂直于導(dǎo)軌放置。甲置于磁場的上邊界ab處，乙置于甲上方l處，現(xiàn)將兩金屬桿由靜止同時釋放，并立即在甲上施加一個沿導(dǎo)軌方向的拉力F，甲始終以SKIPIF1<0的加速度沿導(dǎo)軌向下運動，乙進(jìn)入磁場時恰好做勻速運動，g取SKIPIF1<0。則（）A.甲穿過磁場過程中拉力F隨時間均勻增大B.每根金屬桿的質(zhì)量為0.3kgC.乙穿過磁場過程中安培力的功率是3WD.乙穿過磁場過程中，通過整個回路的電荷量為SKIPIF1<09.（2023河北唐山一模）如圖所示，兩根光滑足夠長且電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MNPQ和SKIPIF1<0，固定水在平面上，MN與SKIPIF1<0距離為2l，PQ與SKIPIF1<0距離為l。金屬棒a和b的質(zhì)量分別為2m和m、長度分別為2l與l，金屬棒a、b分別垂直放在導(dǎo)軌SKIPIF1<0和SKIPIF1<0上，靜止在導(dǎo)軌上。整個裝置處于豎直向下的、磁感強度為B的勻強磁場中?，F(xiàn)a棒獲得水平向右初速度SKIPIF1<0，兩棒運動時始終保持平行且a總在SKIPIF1<0上運動，b總在SKIPIF1<0上運動，經(jīng)過足夠長時間后，下列說法正確的（）A.金屬棒a流過的電荷量是SKIPIF1<0B.金屬棒a和b均做加速度相同勻加速直線運動C.金屬棒a和b均做速度相等的勻速直線運動D.回路感應(yīng)電動勢為零10.(2023鄂東南省級示范性高中教育改革聯(lián)盟5月模擬)如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計，導(dǎo)軌最右端接有阻值為R的定值電阻；整個裝置處于兩種磁感應(yīng)強度大小均為B、方向相反的豎直勻強磁場中，虛線為兩磁場的分界線。質(zhì)量均為m的兩根金屬棒MN、PQ靜止于導(dǎo)軌上，兩金屬棒接入電路的電阻均為R，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為SKIPIF1<0（設(shè)金屬棒的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），兩棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。某時刻，用水平向左的恒力F拉MN棒，使其由靜止開始運動，直到PQ剛好要滑動的過程中，通過金屬棒PQ的電荷量為q，重力加速度為g，試求：（1）PQ剛好要滑動時，金屬棒MN的速度大??；（2）上述過程中金屬棒MN在導(dǎo)軌上運動的距離；（3）上述過程中金屬棒MN產(chǎn)生的焦耳熱為多少？11.（2023湖南名校高二聯(lián)考）如下圖所示，足夠長的水平軌道左側(cè)部分SKIPIF1<0軌道間距為2L，右側(cè)部分SKIPIF1<0的軌道間距為L，圓弧軌道與水平軌道相切于SKIP