河南省新郑市新郑高级中学2021-2022学年高二上学期物理专题电磁感应中的电容器单杆问题

电磁感应中的电容器单杆问题 1、(多选)如图所示，两光滑导轨相距为L，倾斜放置，与水平地面夹角为θ，上端接一电容为C的电容器。导轨上有一质量为m长为L的导体棒平行地面放置，导体棒离地面的高度为h，磁感强度为B的匀强磁场与两导轨所决定的平面垂直，开始时电容器不带电。将导体棒由静止释放，整个电路电阻不计，则（    ） A．导体棒先做加速运动，后作匀速运动 B．导体棒一直做匀加速直线运动，加速度为 C．导体棒落地时瞬时速度 D．导体棒下落中减少的重力势能转化为动能，机械能守恒 2、(多选)如图所示，足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，与水平面夹角为，两导轨间的距离为，导轨顶端接有电容为的电容器。一根质量为的均匀金属棒放在导轨上，与两导轨垂直且保持良好接触，整个装置放在磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，重力加速度为，不计一切电阻。由静止释放金属棒，金属棒下滑的过程中电容器未被击穿，下列说法正确的是 A. 金属棒做加速度越来越小的加速运动 B. 金属棒下滑时的速度 C. 金属棒下滑的过程中电容器储存的电荷量 D. 金属棒下滑的过程中，电容器储存的电场能 3、(多选)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨水平放置，宽度，左端连接的电阻和的电容器。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。质量、电阻的导体棒垂直放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，且始终与导轨接触良好。现用平行于导轨的力作用于导体棒上，使之由静止开始沿导轨向右运动，经时间后开始做匀速运动，导轨的电阻忽略不计，则下列说法正确的是  A. 导体棒匀速运动时，其速度大小为 B. 导体棒匀速运动时，两端的电压为 C. 导体棒匀速运动时，电容器所带的电量为 D. 内，通过导体棒的电量为 4、如图所示，在甲、乙、丙三图中，除导体棒ab棒可动外，其余部分均固定不动，乙图中的电容器C原来不带电,设导体棒、导轨、和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下，导体棒ab的最终运动状态是(     ) A．三种情形下，导体棒ab最终均做匀速运动 B．乙、丙中，ab棒最终将以相同速度做匀速运动；甲中，ab棒最终静止 C．乙、丙中，ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；甲中，ab棒最终静止 D．三种情形下导体棒ab最终均静止 5、电磁弹射器是航空母舰上一种高效的舰载机起飞装置，我国的未来航母也将采用这种装置，其工作原理如图所示。足够长的光滑导轨间距为，电阻不计，左端接有电动势为的电源，系统处于竖直向下的匀强磁场中。闭合开关后，质量为、长度等于导轨间距的金属棒由静止开始运动，最后达到稳定速度。加速到稳定速度的过程中，电源提供的能量为，电源、金属棒产生的焦耳热分别为，，下列说法正确的是 A. 金属棒先做匀加速直线运动最后做匀速直线运动 B. 达到稳定速度时金属棒的感应电动势小于 C. 稳定速度 D. 磁场的磁感应强度为 6、(多选)如图所示，水平面内有两条平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场垂直导轨所在平面向里。用同种材料制成的长度相同、粗细不同的导体棒和垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。电源的电动势为，内阻为，电容器的电容为，时，将开关接，经过足够长时间后，将开关由掷到。下列学法正确的是    A. 开关接，经过足够长时间后，电容器带电荷量为 B. 开关由掷到的瞬间导体棒和的加速度相同 C. 开关由掷到，足够长时间后电容器带电荷量为零 D. 开关由掷到后导体棒和的速度总是相同 7、如图所示，竖直放置的形光滑导轨宽，与一电容器和理想电流表串联．导轨平面有垂直于纸面向外、的匀强磁场，质量为的金属棒与导轨接触良好，由静止释放后沿导轨下滑，此过程中电流表的示数恒为取，不计一切阻力和电阻．求： 金属棒下滑过程中的加速度大小． 金属棒下滑高度时，电容器所储存的电能． 电容器的电容． 8、如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,间距为L。导轨上端接有一平行板电容器,电容为C。导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,求: (1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系; (2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。 9、如图所示，金属棒的质量，放置在宽、光滑的金属导轨的边沿，两金属导轨处于水平面内，导轨之间有竖直向下、的匀强磁场．电容器的电容，电源的电动势，导轨平面距地面高度在开关与“”接通并稳定后，再使它与“”接通，则金属