第2章 专题提升课9 分层训练能力提升-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修二同步课件（人教版·新教材）

分层训练 能力提升 1 1．(多选)如图所示，光滑平行长直导轨水平放置，间距L＝0.5 m，左侧接有阻值R＝5.0 Ω的电阻。导体棒ab质量m＝0.25 kg，垂直静止放在导轨上，且接触良好。导体棒及导轨的电阻均不计。导轨所在区域有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0 T。初始时刻给导体棒一向右的初速度v0＝5 m/s，滑行一段时间t后导体棒速度变为v1＝3 m/s，已知重力加速度g取10 m/s2，则以下说法正确的是(　　) A．导体棒做匀减速运动，直到速度为0 B．在t时间内，导体棒向右运动的位移为2.5 m C．在t时间内，电阻R产生的内能Q＝1.0 J D．在t时间内，通过电阻R的电荷量q＝0.5 C BD　 4 5 6 1 2 3 分层训练 能力提升 4 5 6 1 2 3 分层训练 能力提升 B　 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：根据右手定则可得感应电流为逆时针方向，根据左手定则可得安培力向左，导体棒向右运动过程中一直受到向左的安培力作用，则安培力一直做负功，故A错误； 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 D　 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：ab、cd两导体棒中的电流相等，因长度不等，则安培力大小不相等，则两棒组成的系统受合外力不为零，则系统动量不守恒，A错误； 最终稳定时两棒均做匀速运动，所受安培力为零，即回路感应电流为零，感应电动势为零，即B·3Lvab＝B·Lvcd，即3vab＝vcd，此时3mvab＝mvcd，即最终ab、cd两导体棒动量大小相等，B错误； 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 4．(8分)如图所示，MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r＝0.5 m的两个相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接，M、P端连接定值电阻R，质量M＝2 kg的cd绝缘杆垂直且静止在水平导轨上，在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场。现有质量m＝1 kg的ab金属杆以初速度v0＝12 m/s水平向右运动，与cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，cd绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，除R以外的其他电阻和摩擦忽略不计，ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好，g取10 m/s2(不考虑cd杆通过半圆导轨最高点以后的运动)。求： 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 (1)cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v；(3分) 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 (2)电阻R产生的焦耳热Q。(5分) 答案：2 J 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 5．(14分)如图所示，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝2 T。两导轨间距L＝0.5 m，导轨足够长。金属棒a和b的质量分别为ma＝1.5 kg、mb＝1 kg，电阻分别为Ra＝1 Ω、Rb＝4 Ω。b棒静止于导轨水平部分，现将a棒从h＝1.25 m高处自静止沿弧形导轨下滑，通过C点进入导轨的水平部分，已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，两棒始终不相碰。重力加速度g取10 m/s2。求： 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 (1)a棒刚进入磁场时，b棒的加速度大小ab；(6分) 答案：1 m/s2　 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 (2)从a棒进入磁场到a棒匀速运动的过程中，流过a棒的电荷量qa；(4分) 答案：3 C　 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 (3)从a棒进入磁场到a棒匀速运动的过程中，a棒中产生的焦耳热Qa。(4分) 答案：1.5 J 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 6．(14分)如图所示，光滑水平面上固定着间距为L 的长直平行金属导轨 H、F(导轨电阻不计)，导轨右侧垂直放有一质量为m、长为L的金属导体棒b，其电阻为R。金属导轨 H、F左侧有一质量为m、半径为L 的四分之一光滑绝缘圆弧轨道(不固定)，现将一根与导体棒b完全相同的导体棒a置于圆弧轨道最高处并由静止释放，其运动至轨道最低处时正好无能量损失地滑上金属导轨，且导体棒a与导轨垂直。已知空间中存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场，两导体棒在导轨上运动时始终与导轨接触良好，且两导体棒之间永不相碰。重力加速度为g。 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 (1)导体棒a刚滑上金属导轨时，求导体棒a两端电压大小。(4分) 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 (2)若导轨光滑，则从导体棒a滑上导轨到运动状态稳定，求导体棒a产生的焦耳热。(4分) 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 (3)若两导体棒与导轨间的动摩擦因数均为μ，且导体棒b在安培力作用下能够运动起来，则从a棒滑上导轨后开始计时，到b棒速度最大时，求两棒之间的相对位移大小。(6分) 4 5 6 2 3 1 分层训练 能力提升 $