专题68 电磁感应现象中的含容电路和双棒问题-【鼎力高考】2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升

2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升 专题68 电磁感应现象中的含容电路和双棒问题 特训目标 特训内容 目标1 电磁感应现象中的含容电路（1T—5T） 目标2 等间距双棒问题（6T—10T） 目标3 不等间距双棒问题（11T—15T） 【特训典例】 1、 电磁感应现象中的含容电路 1．光滑平行金属导轨 M、N 水平放置，导轨上放置着一根与导轨垂直的导体棒 PQ。导轨左端与由电容为 C的电容器、单刀双掷开关和电动势为 E 的电源组成的电路相连接，如图所示。在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出）。先将开关接在位置 a，使电容器充电并达到稳定后，再将开关拨到位置 b。导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动，设导轨足够长。已知磁感应强度大小为 B，两水平轨道间距为 L，导体棒质量为 m，则以下说法中正确的是（　　） A．空间存在的磁场方向为垂直纸面向外 B．导体棒向右运动的最大速度为 C．金属棒稳定后电容器两端的电压为 D．导体棒运动的过程中，通过导体棒的电荷量为 2．如图甲所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l，电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体杆ab质量为m、电阻为r，并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给杆ab一个初速度，使杆向右运动。则（　　） A．当杆ab刚具有初速度时，杆ab两端的电压，且b点电势高于a点电势 B．通过电阻R的电流I随时间t的变化率的绝对值逐渐减小 C．若将M和P之间的电阻R改为接一电容为C的电容器，如图乙所示，同样给杆ab一个初速度，使杆向右运动，则杆ab稳定后的速度为 D．在图乙中，若ab杆电阻为0，在ab杆上加一水平向右的恒力，ab杆将水平向右做匀加速直线运动 3．如图，光滑水平金属导轨间距为l，处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左侧接有电容为C的电容器，质量为m的导体棒MN与导轨接触良好，在恒定外力F的作用下从静止开始运动，不计所有电阻，下列关于导体棒运动过程中判断正确的是（　　） A．导体棒在磁场中做匀加速直线运动 B．导体棒上M端的电势比N端的电势高 C．当导轨足够长时，导体棒在一定时间内的位移与力F成正比 D．导体棒中不会产生感应电流 4．足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨左端连接电容为C的电容器，导轨间距为l，磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场穿过导轨所在平面。一根质量为m的导体棒垂直静置在导轨上，俯视图如图。t=0时刻导体棒在水平拉力作用下从静止开始向右运动，电容器两极板间电势差U随时间t变化的图象如图所示，则（　　） A．导体棒的加速度 B．水平拉力的大小为F = C．通过导体棒的电流大小为 D．0 ~ t0时间内安培力所做的功为W = 5．如图所示，在水平面内固定着间距为L的两根光滑平行金属导轨（导轨足够长且电阻忽略不计），导轨MN两点右侧处在方向垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。在导轨的左端接入电动势为E、内阻不计的电源和电容为C的电容器。先将金属棒a静置在导轨上，闭合开关S1、S3，让a运动速度达到时断开S1，同时将金属棒b静置在导轨上，经过一段时间后，流经a的电流为零。已知a、b的长度均为L，电阻均为R，质量均为m，在运动过程与导轨垂直并保持良好接触。 （1）求开关S1、S3闭合，a运动速度刚为时a的加速度大小； （2）求b产生的焦耳热； （3）若将棒a、b均静置在水平轨道上，闭合开关S1、S2，稍后再断开S1同时闭合S3，求两棒最终速度的大小。    2、 等间距双棒问题 6．如图所示，CN、DQ是两条足够长水平固定放置的阻值可忽略的光滑平行金属导轨，导轨间距为L，水平导轨所在区域存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。水平导轨的左端与一段半径为r的光滑圆弧轨道平滑连接，水平导轨的右端接入阻值为R的电阻。一质量为m、长度为L、电阻为R的导体棒a静置于水平轨道最左端，将另一个与导体棒a完全相同的导体棒b从圆弧轨道上h（）高处由静止释放，b与a发生完全非弹性碰撞（粘连一起），运动过程中导体棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）    A．b棒刚到达圆弧底端时对轨道的压力大小为3mg B．两棒最终停在CD右侧处 C．整个过程中，通过b棒的电荷量为 D．整个过程中，电阻R上产生的焦耳热为 7．如图，水平面上有两条相距为L的足够长光滑平行金属导轨，在导轨上相隔某一距离垂直导轨静置长度均为L的金属棒a和b，垂直导轨的虚线MN右侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，匀强磁场磁感应强度为B，导轨左端接有电压传感器。现让金属棒a、b分别以速度v0、3v0向右运