练习19单杆和双杆模型-2021年高考物理三轮复习高频考点强化练习

19单杆和双杆模型练习-2021年高考物理三轮复习高频考点强化练习 1．(多选)如图所示，竖直放置的两根平行光滑金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，金属棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升，以下说法正确的是(　　) A．作用在金属棒上各力的合力做功为零 B．重力做的功等于系统产生的电能 C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热 D．恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热 答案：AC 解析：选AC　因为金属棒匀速上升，所以其所受合力为零，合力做的功为零，故A对；重力做的功等于重力势能变化量的负值，恒力F做的功等于重力势能的变化量与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，故B、D错，C对。 2. 如图所示，电阻不计的平行导轨竖直固定，上端接有电阻为R，高度为h的匀强磁场与导轨平面垂直．一导体棒从磁场上方的A位置自由释放，用x表示导体棒进入磁场后的位移，i表示导体棒中的感应电流大小，v表示导体棒的速度大小，Ek表示导体棒的动能，a表示导体棒的加速度大小，导体棒与导轨垂直并接触良好．以下图象可能正确的是(　　) 答案AC 解析　由于导体棒释放时距离磁场上边界有一定高度，所以导体棒到达磁场上边界时获得大小一定的速度v0，若速度v0较小，导体棒切割磁感线产生的感应电流较小，导体棒受到的安培力小于其自身的重力，导体棒做加速运动，当速度增大到一定值，满足安培力等于重力时，导体棒做匀速运动，离开磁场后做匀加速运动． 若速度v0较大，切割磁感线产生的感应电流较大，导体棒受到的安培力大于其自身的重力，导体棒做减速运动，当速度减小到一定值，满足安培力等于重力时，导体棒做匀速运动，离开磁场后做匀加速运动．选项A符合此种情况；选项B中的0～h段不应该是直线，故B选项错误；选项D中到达h以后，导体棒做匀加速运动，速度增大，D选项错误； 若速度v0刚好满足安培力等于重力，则导体棒做匀速运动，离开磁场后做匀加速运动，选项C符合此种情况．本题应选A、C. 3．(多选) 如图所示，固定的竖直光滑U型金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1＝eq \f(mg,k)，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是(　　) A．初始时刻导体棒受到的安培力大小F＝eq \f(B2L2v0,R) B．初始时刻导体棒加速度的大小a＝2g＋eq \f(B2L2v0,mR＋r) C．导体棒往复运动，最终将静止时弹簧处于压缩状态 D．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝eq \f(1,2)mv02＋eq \f(2m2g2,k) 答案：BC 解析：选BC　由法拉第电磁感应定律得：E＝Blv0，由闭合电路的欧姆定律得：I＝eq \f(E,R＋r)，由安培力公式得：F＝eq \f(B2L2v0,R＋r)，故A错误；初始时刻，F＋mg＋kx1＝ma，得a＝2g＋eq \f(B2L2v0,mR＋r)，故B正确；因为导体棒静止时没有安培力，只有重力和弹簧的弹力，故弹簧处于压缩状态，故C正确；根据能量守恒，减小的动能和重力势能全都转化为焦耳热，但R上的只是一部分，故D错误。 4、（多选）某同学在实验室里做如下实验，两根光滑竖直金属导轨(电阻不计)上端接有电阻R，下端开口，所在区域有垂直纸面向里的匀强磁场，一个矩形导体框(电阻不计)在整个运动过程中始终和光滑金属导轨保持良好接触，矩形导体框的宽度大于两根导轨的间距，一弹簧下端固定在水平面上，弹簧涂有绝缘漆，弹簧和导体框接触时，二者处于绝缘状态，且导体框与弹簧接触过程无机械能的损失。现将导体框在距离弹簧上端H处由静止释放，导体框下落，接触到弹簧后一起向下运动然后反弹，直至导体框静止。导体框的质量为m，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．导体框接触到弹簧后，可能立即做减速运动 B．导体框在接触弹簧前下落的加速度为g C．只改变下落的初始高度H，导体框的最大速度可能不变 D．只改变R的阻值，在导体框运动过程中系统产生的焦耳热会改变 答案：AC 解析：导体框下落过程中两部分切割磁感线，相当于两个电源给电阻R供电，当导体框所受安培力等于导体框的重力时导体框速度达到最大，达到最大速度可能发生在接触弹簧之前，所以导体框有可能在接触弹簧前已经开始匀速，故A、C正确；由于导体框中有感应电流，导体框受到安培力作用，所以加速