高考回归复习—电磁感应之假双杆模型（word 含答案）

高考回归复习—电磁感应之假双杆模型 1．如图所示，两根竖直固定的足够长的光滑金属导轨ab和cd相距L＝1m，金属导轨电阻不计。两根水平放置的金属杆MN和PQ质量均为0.1kg，在电路中两金属杆MN和PQ的电阻均为R＝2Ω，PQ杆放置在水平绝缘平台上。整个装置处于垂直导轨平面向里的磁场中，g取10m/s2。 (1)若将MN杆固定，两杆间距为d＝4m，现使磁感应强度从零开始以＝0.5T/s的变化率均匀地增大，经过多长时间，PQ杆对面的压力为零？ (2)若将PQ杆固定，让MN杆在竖直向上的恒定拉力F＝2N的作用下由静止开始向上运动，磁感应强度恒为1T。若杆MN发生的位移为h＝1.8m时达到最大速度，求最大速度。 2．两间距为L＝1 m的平行直导轨与水平面间的夹角为θ＝37°，导轨处在垂直导轨平面向下、磁感应强度大小B＝2 T的匀强磁场中．金属棒P垂直地放在导轨上，且通过质量不计的绝缘细绳跨过如图所示的定滑轮悬吊一重物（重物的质量m0未知），将重物由静止释放，经过一段时间，将另一根完全相同的金属棒Q垂直放在导轨上，重物立即向下做匀速直线运动，金属棒Q恰好处于静止状态．已知两金属棒的质量均为m＝1kg、电阻均为R=1，假设重物始终没有落在水平面上，且金属棒与导轨接触良好，一切摩擦均可忽略，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求： （1）金属棒Q放上后，金属棒P的速度v的大小； （2）金属棒Q放上导轨之前，重物下降的加速度a的大小（结果保留两位有效数字）； （3）若平行直导轨足够长，金属棒Q放上后，重物每下降h=1m时，Q棒产生的焦耳热. 3．虚线PQ上方存在垂直纸面向外的匀强磁场， PQ下方存在竖直向上的匀强磁场，两处磁场磁感应强度大小均为B0.足够长的不等间距金属导轨竖直放置，导轨电阻不计。两根金属棒水平地靠在金属导轨上，其中金属棒AB光滑且质量为m, 长为L,电阻为R;金属棒CD质量为2m、长为2L、电阻为2R,与导轨之间的动摩擦因数为μ。若AB棒在拉力F的作用下沿导轨由静止向上做加速度为a的匀加速直线运动，同时由静止释放CD棒，如图所示。已知运动过程中棒与导轨接触良好，重力加速度为g,求： （1）AB棒哪端电势高，两端的电压UAB的大小随时间变化的规律； （2）作用在金属棒AB上的拉力F需要满足的条件； （3）CD棒下滑达到最大速度所需时间。 4．如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30º的斜面上，导轨电阻不计，间距L=0.4m．导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T．在区域Ⅰ中，将质量m1=0.1kg，电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑．然后，在区域Ⅱ中将质量m2=0.4kg，电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑．cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=10m/s2．求： （1）cd下滑的过程中，cd受力的示意图及ab中电流的方向； （2）ab刚要向上滑动时，cd的动量； （3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x=3.8m，此过程中ab上产生的热量． 5．如图所示，两根平行金属导轨与水平面间的夹角α=30°，导轨间距为l = 0．50m，金属杆ab、cd的质量均为m=1．0kg，电阻均为r = 0．10Ω，垂直于导轨水平放置．整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度B = 2．0T．用平行于导轨方向的拉力拉着ab杆沿轨道以某一速度匀速上升时，cd杆保持静止．不计导轨的电阻，导轨和杆ab、cd之间是光滑的，重力加速度g =10m/s2．求： （1）回路中感应电流I的大小． （2）拉力做功的功率． （3）若某时刻将cd杆固定，同时将ab杆上拉力F增大至原来的2倍，求当ab杆速度v1=2m/s时杆的加速度和回路电功率P1 6．如图所示、两根足够长光滑平行金属导轨间距l=0.9m，与水平面夹角θ=30°，正方形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度B=2T，方向垂直与斜面向上，甲、乙是两根质量相同、电阻均为R=4.86Ω的金属杆，垂直于导轨放置．甲置于磁场的上边界ab处，乙置于甲上方l处，现将两金属杆由静止同时释放，并立即在甲上施加一个沿导轨方向的拉力F，甲始终以a=5m/s2的加速度沿导轨匀加速运动，乙进入磁场时恰好做匀速运动，g=10m/s2．计算： (1)每根金属杆的质量m； (2)拉力F的最大值； (3)乙到达磁场下边界时两杆间的距离及乙穿过磁场的过程中电路产生的热量． 7．如图所示，MN、PQ两平行