2024届高考物理一轮复习练：电磁感应中的双棒问题

电磁感应双棒问题 1.(多选)如图，两根足够长的固定的光滑平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为Ｌ。导轨上面横放着两根导体棒1和2，构成矩形回路。两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。初始棒2静止，棒1有指向棒2的初速度v0。若两导体棒在运动中始终不接触，则（　　） A．棒1的最小速度为零 B．棒2的最大加速度为 C．棒1两端电压的最大值为BLv0 D．棒2产生的最大热量为 2.(多选)如图所示，两根相距L且电阻不计的足够长光滑金属导轨，导轨左端为弧形，右端水平，且水平部分处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。铜棒a、b电阻均为R、质量均为m，均与导轨垂直且与导轨接触良好，铜棒b静止在导轨水平部分，铜棒a在弧形导轨上从距离水平部分高度为处由静止释放，关于此后的过程，下列说法正确的是（　　） A．回路中的最大电流为 B．铜棒b的最大加速度为 C．铜棒b获得的最大速度为 D．回路中产生的总焦耳热为 3. (多选)如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨，相距1m水平放置。匀强磁场竖直向上穿过整个导轨所在的空间，磁感应强度B=0.4T。金属棒ab、cd质量分别为0.1kg和0.2kg，电阻分别为0.4Ω和0.2Ω并排垂直横跨在导轨上。若两棒同时以相同的速率3m/s沿着导轨开始运动，ab向左bc向右运动，不计导轨电阻。下列说法正确的是（　　） A. cd棒最终速度大小为1m/s B. 两金属棒运动达到稳定的过程中，回路上释放出的焦耳热为1.2J C. ab棒的最终速度大小为0 D. 金属棒从开始运动直至达到稳定，两棒间距离增加1.5m 4．(多选)如图所示，在水平面上有两根互相平行间距为1 m的金属导轨MN、PQ，导轨足够长且不计电阻。导轨ACBD区域光滑，其它区域粗糙。在AB的左侧和CD的右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B＝1 T。在导轨上垂直导轨放置两根质量分别为ma＝1 kg、mb＝2 kg，电阻均为0.5 Ω的金属棒a、b，两棒与导轨粗糙区域的动摩擦因数均为0.1。用一锁定装置将轻质弹簧压缩在金属棒a、b之间（弹簧与a、b不拴接），此时弹簧具有的弹性势能EP＝48 J。现解除锁定，当弹簧恢复原长时，a、b棒刚好同时进入磁场，且b棒进入磁场后向右运动1 s停止运动，在此1 s内，a棒在磁场中向左运动的距离为4.8 m，重力加速度为g＝10 m／s2，则下列说法正确的是（ ） A．a棒的运动时间一定比b棒的运动时间长A B C D a b M N P Q B．从解除锁定到两棒都停止运动，a、b棒上感应电流产生的焦耳热可能不相同 C．a、b棒刚进入磁场时的速度大小分别为8 m／s和4 m／s D．b棒在磁场中向右运动的距离为1.2 m 5（多选）如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d和2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。已知导体棒MN的电阻为R、长度为d，导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d，PQ的质量是MN的2倍。初始时刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩量为L的轻质绝缘弹簧。释放弹簧，两棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且电阻不计。下列说法正确的足（　　） A. 弹簧伸展过程中、回路中产生顺时针方向的电流 B. PQ速率为v时，MN所受安培力大小为 C. 整个运动过程中，MN与PQ的路程之比为2：1 D. 整个运动过程中，通过MN的电荷量为 a b c d 6． 如图，光滑水平导轨置于垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，左侧导轨间距为L，右侧导轨间距为2L，导轨均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd均垂直于导轨放置，处于静止状态。棒ab的电阻为R，棒cd的电阻为2R， 导轨的电阻忽略不计。现给棒ab一水平向左的初速度v0，两 棒始终在对应部分的导轨上运动且接触良好，则下列说法正确的是（ ） A．棒ab最终的速率为v0 B．棒ab和cd均稳定运动后，在相等的时间内通过的位移之比为2∶1 C．从棒ab获得初速度到两棒稳定运动的过程中，通过两棒的电荷量为 D．从棒ab获得初速度到两棒稳定运动的过程中，棒ab产生的焦耳热为 7.(多选)如图所示，水平金属导轨P、Q间距为L，M、N间距为2L，P与M相连，Q与N相连，金属棒a垂直于P、Q放置，金属棒b垂直于M、N放置，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现