2025届高考物理二轮复习：微专题8 电磁感应中的双杆和线框模型-专项训练 【含答案】.docx

2025届高考物理二轮复习

微专题8电磁感应中的双杆和线框模型-专项训练

1.如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,质量相等的导体棒L1和L2静止在导轨上,两导体棒与导轨始终垂直且接触良好,在两导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场.已知导体棒L1的电阻大于L2的电阻,两棒间的距离为d,导轨足够长,不计导轨电阻,忽略电流产生的磁场.先将开关S拨到1,经过一段较长时间后,再将开关S从1拨到2,两棒运动一段时间后达到稳定状态,则 ()

A.开关S拨到2的瞬间,导体棒L1中的电流大于L2中的电流

B.开关S拨到2的瞬间,导体棒L1的加速度大于L2的加速度

C.两棒运动稳定后,电容器C带的电荷量为零

D.两棒运动稳定后,两棒之间的距离大于d

2.(不定项)[2024·绍兴模拟]如图所示,空间等距分布无数个垂直于纸面向里的匀强磁场,竖直方向上磁场区域足够长,磁感应强度大小为B=1T,每一条形磁场区域宽度及相邻条形磁场区域间的距离均为d=1m.现有一个边长为l=0.5m、质量为m=0.2kg、电阻为R=1Ω的单匝正方形线框以v0=8m/s的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场,重力加速度g取10m/s2.下列说法正确的是 ()

A.线框刚进入第一个磁场区域时,加速度大小为10m/s2

B.线框穿过第一个磁场区域的过程中,通过线框的电荷量为0.5C

C.线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热为6.4J

D.线框从开始进入磁场到竖直下落过程中能穿过6个完整的磁场区域

3.[2024·宁波模拟]如图所示,半径分别为r和r2的均匀金属圆盘G、N垂直固定在水平金属转轴CD上,圆盘中心均位于转轴中心线上,其中r=0.5m,不计转轴粗细.G为发电盘,处于方向平行于转轴向右、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,并通过电刷P和Q连接间距d=1m的两平行金属导轨,导轨上某点处用绝缘材料平滑连接,导轨左侧足够远处接有自感系数为2H的纯电感线圈L,导轨水平且处于方向竖直向下、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中.N为转动盘,所在处无磁场,其上绕有绝缘细线,在外力F作用下,两圆盘会按图示方向转动.质量m=0.5kg的金属杆ab放置在绝缘点右侧某位置,仅与绝缘点左侧导轨间有大小恒定的摩擦阻力Ff=1N,其余接触处均无摩擦.发电盘G接入电路的电阻R=0.5Ω,不计金属杆、导线、电刷的电阻及接触电阻,忽略转动的摩擦阻力.现保持金属圆盘按图示方向以角速度ω=32rad/s匀速转动

(1)锁定金属杆ab,求通过ab的电流以及外力F的大小;

(2)由静止释放金属杆ab,ab通过绝缘点时的速度为v=3m/s,求此过程中通过ab的电荷量q和发电盘G上的发热量Q;

(3)在(2)问基础上,金属杆ab通过绝缘点后,求第一次向左运动至最远处时离绝缘点的距离s.

4.[2024·河南郑州模拟]如图所示,电阻可忽略的金属杆EFGH与EFGH组成两组足够长的平行导轨,其中EFFE组成的面与水平面夹角为θ=30°,且处于方向垂直于斜面向下、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,EF与EF之间的距离为2L,GHHG面水平,且处于方向竖直向下、磁感应强度大小也为B0的匀强磁场中,GH与GH之间的距离为L.质量为2m、长为2L、电阻为2R的导体棒AB横跨在倾斜导轨上,且与倾斜导轨之间无摩擦,质量为m、长为L、电阻为R的导体棒CD横跨在水平导轨上,且与水平导轨之间的动摩擦因数为μ=0.5,导体棒CD通过一轻质细线跨过一定滑轮与一质量也为m的物块相连.重力加速度为g,不计细线与滑轮的阻力和空气阻力.

(1)若固定导体棒AB,将导体棒CD由静止释放,求导体棒CD能达到的最大速度;

(2)若固定导体棒CD,将导体棒AB由静止释放,求导体棒AB两端能达到的最大电压;

(3)若同时释放导体棒AB和CD,求两导体棒能达到的最大速度;

(4)若同时释放导体棒AB和CD,从释放到两导体棒达到最大速度经历的时间为t,求此过程中两导体棒产生的总焦耳热.

5.如图所示,水平面上有光滑平行金属轨道,轨道间距为l1,左侧有一恒流源,输出电流I=5A.以O点为坐标原点,向右为正方向,建立x轴,垂直于x轴方向建立y轴,在x=0m至x=0.45m的轨道区间Ⅰ内存在竖直向上的磁场,磁感应强度大小为B1(图中未画出),此磁场沿x轴正方向的变化规律为B1=kx,沿y轴方向的磁感应强度不变.磁场右侧M、N两处用光滑绝缘材料连接,右侧轨道上放置了一个“匚”形的质量为m的金属框edcf,其中ed、cf边长度均为l2,cd边垂直于导轨,cd边长度为l1,cd边电阻为r=0.05Ω;在金属框右侧长为l3、宽为l1的区域Ⅱ内存在竖直向上的磁感应强度大小为B