2024届高考物理一轮复习学案：电磁感应现象中的含容电路

电磁感应现象中的含容电路 三种情况 1. 导体棒有初速度 2. 电容器有电量 3. 导体棒有恒定外力 一．导体棒有初速度 1.（导体棒有初速度）光滑U型金属框架宽为L，足够长，其上放一质量为m的金属棒ab，左端连接有一电容为C的电容器，现给棒一个初速v0，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示。求导体棒的最终速度。 2．（电容器有电量）如图所示，足够长的两平行光滑水平直导轨的间距为L，导轨电阻不计，垂直于导轨平面有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场；导轨左端接有电容为C的电容器、开关S和定值电阻R；质量为m的金属棒垂直于导轨静止放置，两导轨间金属棒的电阻为r。初始时开关S断开，电容器两极板间的电压为U。闭合开关S，金属棒运动，金属棒与导轨始终垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S的瞬间，金属棒立刻开始向左运动 B．闭合开关S的瞬间，金属棒的加速度大小为 C．金属棒与导轨接触的两点间的最小电压为零 D．金属棒最终获得的速度大小为 3.（导体棒有恒定外力）如图所示,含电容 C 的金属导轨宽为 L,垂直放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,质量 为 m 的金属棒跨在导轨上,证明：在恒力 F 的作用下,做匀加速直线运动,且加速度 4.（多选）如图所示，宽为L的水平光滑金属轨道上放置一根质量为m的导体棒MN，轨道左端通过一个单刀双掷开关与一个电容器和一个阻值为R的电阻连接，匀强磁场的方向与轨道平面垂直，磁感应强度大小为B，电容器的电容为C，金属轨道和导体棒的电阻不计．现将开关拨向“1”，导体棒MN在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，经时间t0后，将开关S拨向“2”，再经时间t，导体棒MN恰好开始匀速向右运动．下列说法正确的是(　　) A．开关拨向“1”时，金属棒做加速度逐渐减小的加速运动 B．t0时刻电容器所带的电荷量为 C．开关拨向“2”后，导体棒匀速运动的速率为 D．开关拨向“2”后t时间内，导体棒通过的位移为(t＋－) 5（多选）．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 6.(多选)在如图所示的甲、乙、丙图中，MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨。导体棒ab垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中，导体棒和导轨间的摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C原来不带电。今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的运动状态是(　　) A.甲图中，棒ab最终做匀速运动 B.乙图中，棒ab匀减速运动直到最终静止 C.丙图中，棒ab最终做匀速运动 D.甲、乙、丙图中，棒ab最终都静止 7．（多选）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 = 8．（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30°，两导轨间的距离为L，导轨顶端接有电容为C的电容器。一根质量为m的均匀金属棒ab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B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g，不计一切电阻。由静止释放金属棒，金属棒下滑x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x时的速度v= C．金属棒下滑x的过程中电容器储存的电荷量q= D．金属棒下滑x的过程中，电容器储存的电场能E电= 计算题 1（电容器有电量）．如图，两条平行光滑长导轨，导轨一端通过单刀双掷开关可以与超级电容器或电阻串联。已知导轨间距，导轨处于垂直水平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小均为。在导轨上放置一质量为、长