专题06 电磁感应现象中的单棒和双棒模型-【鼎力同步】2022-2023年高二物理下学期期中期末模型方法大单元综合专练（人教版2019）

高二物理下学期期中期末模型方法大单元综合专练 专题06 电磁感应现象中的单棒和双棒模型 特训专题 特训内容 专题1 三类常见单棒模型（1T—3T） 专题2 三类含容单棒模型（4T—6T） 专题3 等距式双棒模型（7T—9T） 专题4 不等距式双棒模型（10T—12T） 【典例专练】 1、 三类常见单棒模型 1．如图所示，两根电阻不计且足够长的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其间距，左端连接一个的定值电阻，整个导轨处在磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。质量、长度、电阻的导体棒垂直导轨放置并与导轨接触良好。现使导体棒获得大小、方向水平向右的初速度，下列说法正确的是（　　）。 A．回路中感应电流的方向为逆时针方向 B．导体棒刚开始运动瞬间，R两端电压为 C．当导体棒停止运动时，通过R的电荷量为 D．整个过程中导体棒向右运动的位移为 2．水平固定放置的足够长的光滑平行导轨，电阻不计，间距为，左端连接的电源电动势为，内阻为，质量为的金属杆垂直静放在导轨上，金属杆处于导轨间部分的电阻为，整个装置处在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中如图所示。闭合开关，金属杆由静止开始沿导轨做变加速运动直至达到最大速度，则下列说法正确的是（　　） A．金属杆的最大速度等于 B．此过程中通过金属杆的电荷量为 C．此过程中电源提供的电能为 D．此过程中金属杆产生的热量为 3．如图所示，足够长的光滑U型导轨宽度为L，其所在平面与水平面的夹角为，上端连接一个阻值为R的电阻，导轨置于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，一质量为m、电阻为r的金属杆沿框架（电阻不计）由静止下滑，设导轨足够长，当金属杆由静止下滑恰好达到最大速度时，运动的位移为x，则（　　） A．金属杆下滑的最大速度 B．在此过程中流过电阻R的电量为 C．在此过程中电阻R产生的焦耳热为 D．此过程所用时间为 【模型方法总结】 模型 规律 阻尼式（导轨光滑） 1、力学关系：； 2、能量关系： 3、动量电量关系：； 电动式（导轨粗糙） 1、力学关系：； 2、动量关系： 3、能量关系： 4、稳定后的能量转化规律： 5、两个极值：（1）最大加速度：v=0时,E反=0,电流、加速度最大。 ；； （2） 最大速度：稳定时，速度最大，电流最小。 发电式（导轨粗糙） 1、力学关系： 2、动量关系： 3、能量关系： 4、稳定后的能量转化规律： 5、两个极值： （1）最大加速度：当v=0时，。 （2）最大速度：当a=0时， 2、 三类含容单棒模型 4．如图，两根固定的平行竖直导轨上端连有一电容器，空间中存在水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一根质量为m的金属导体棒在导轨上由静止开始竖直下落，导体棒始终与导轨垂直且接触良好。重力加速度为g，电容器电容为C，导轨间距为d，则导体棒下落的加速度大小为（　　） A．0 B．g C． D． 5．如图所示，水平面上有两根平行且足够长的金属导轨，左端接有一电容器，导轨上搁置一金属棒，匀强磁场的方向垂直于导轨所在平面.现让金属棒在水平恒力的作用下，由静止向右运动，运动过程中金属棒始终垂直于导轨，设某一时刻金属棒中的电流为，受到的安培力为，瞬时速度为，电容器上所带电荷量为.不计一切电阻和摩擦.下列图像正确的是（    ） A． B． C． D． 6．如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直于水平面向下的匀强磁场中，两平行且足够长光滑金属导轨水平固定放置，间距为L，图中电源电动势为E，内阻不计，电容器的电容为C。一质量为m、长度为L的导体棒垂直轨道静止放在导轨上，导轨、导线的电阻不计。将开关S接a，电容器充电结束后，将开关接b，导体棒由静止开始运动，电容器释放的能量没有全部转化为导体棒的动能，设电容器放电有，不计电路中的电感及放电电流引起的磁场影响，则（　　） A．导体棒在达到稳定状态前，加速度一直变大 B．充满电后电容器存储的电能为 C．电容器放电的 D．电容器放电的 【模型方法总结】 模型 规律 放电式（先接1，后接2。导轨光滑） 1、 电容器充电量： 2、 放电结束时电量： 3、 电容器放电电量： 4、 动量关系：； 5、 功能关系： 无外力充电式（导轨光滑） 达到最终速度时： 1、 电容器两端电压：（v为最终速度） 2、 电容器电量： 3、 动量关系：； 有外力充电式（导轨光滑） 1、 力学关系： 2、 电流大小： 3、 加速度大小： 3、 等距式双棒模型 7．如图所示，在间距为l的两根水平固定且足够长的平行光滑金属导轨上，静止放置着两根质量均为m、电阻均为R的导体棒ab和cd，它们构成矩形回路、cd与导轨接触良