2024年高考物理总复习热点拔高练(十二)杆轨模型

热点拔高练（十二）杆轨模型

一、单项选择题

1.如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为氏导轨间距最窄处

为•狭缝,取狭缝所在处。点为坐标原点,狭缝右侧两导轨与X轴夹角均为。，一电容为C的电

容器与导轨左端相连,导轨上的金属棒与x轴垂直,在外力尸作用下从。点开始以速度P向右

匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（B）

A.通过金属棒的电流不断在增大

B.金属棒到达为时，电容器极板上的电荷量为2aVxolan2

C.金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电

D.金属棒运动过程中，外力尸做功的功率恒定

2.如图所示,绝缘水平面上有两条平行光滑长直导轨,导轨左端接有电阻匕电阻为「的金属棒

用垂直跨放在导轨上且与导轨接触良好,其他电阻不计。两导轨间存在竖直向下的匀强磁场。

给"以水平向右的初速度%并开始计时,下面四幅反映业?的速度。随时间「变化规律的图像

中,可能正确的是（D）

3.如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸而向里，当导线J加在导轨上向右加速滑动时,正对电

磁铁力的圆形金属环8中为）

JrsW

B

N

A.有感应电流，且夕被力吸引

B.无感应电流

C.可能有,也可能没有感应电流

D.有感应电流，且8被力排斥

4.如图甲所示，固定的水平金属导轨足够长且电阻不计。两阻值相同的导体棒db、c"置于导

轨上,棒与导轨垂直且始终保持良好接触。整个装置处在与导轨平面垂直向下的匀强磁场〃中。

现让导体棒ab以如图乙所示的速度向右运动。导体棒力始终静止在导轨上，以水平向右为正

方向，则导体棒力所受的静摩擦力F随时间变化的图像是选项中的⑻

5.如图所示,倾角为。的平行金属导轨宽度为L,电阻不计,底端接有阻值为〃的定值电阻,处

在与导轨平面垂直的磁感应强度为〃的匀强磁场中。有一质量为勿,电阻为r,长度也为L的导

体棒垂直放在导轨上，它与导轨之间的动摩擦因数为〃。现让导体棒从导轨底部以初速度%

冲上导轨,上滑的最大距离为s,返回到初位置的速度为分下列说法正确的是（D）

A.在上滑过程中,通过电阻〃的电荷量为等

B.导体棒在上滑过程中所用时间为交

Vo

c.导体棒从开始运动到回到底端，回路产生的焦耳热为3加广）「

D.导体棒在上滑过程中，〃上产生的焦耳热人于下滑过程中〃上产生的焦耳热

二、多项选择题

6.如图所示,两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为片1间、曲间、”间分

别接着阻值於10Q的电阻。一阻值庐10。的导体棒油以速度%4m/s匀速向左运动，导体

棒数与导轨接触良好。导轨所在平面存在磁感应强度大小比0.5T、方向竖直向下的匀强磁

场。下列说法正确的是（B、D）

A.导体棒a力中电流的方向为由力到a

B.cd两端的电压为1V

C.de两端的电压为1V

D.fe两端的电压为1V

7.如图所示，固定在水平面内的光滑不等距平行轨道处于竖直向上、大小为8的匀强磁场

中,动段轨道宽度为2£,A段轨道宽度是L,血段轨道和A段轨道都足够长,将质量均为/〃、

接入电路的电阻均为"的金属棒"和"分别置于轨道上的劭段和加段，且与轨道垂直。开始

时金属棒材和”均静止，现给金属棒"一水平向右的初速度%,不计导轨电阻，则（C、D）

A..〃棒刚开始运动时的加速度大小为电等

mR

B.金属棒”最终的速度为等

C.金属棒N最终的速度为华

D.整个过程中通过金属棒的电量为鬻

5BL

三、计算题

8.如图所示，固定在水平面上间距为L的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属

棒秘,和河长度也为£、电阻均为此两棒与导轨始终接触良好。网，两端通过开关S与电阻为

々的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量九图中虚

线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为反倒的质量为力,金属导轨足

够长，电阻忽略不计。

⑴闭合S,若使网保持静止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向；

⑵断开S,收在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为P的加速过程中流过气的电荷量

为4,求该过程安培力做的功人

【解析】（1）设线圈中的感应电动势为E由法拉第电磁感应定律喏，则后A®

设PQ与仞V并联的电阻为E并,有H并音②

闭合S时,设线圈中的电流为Z,根据闭合电路欧姆定律得小三③

R并+R

设闾中的电流为友有曰7@

设掰受到的安培力为尸安,有尸安二次U⑤

保持R?静止，由受力平衡,有声F安⑥

联立①②③④⑤⑥式得六鬻⑦

方向水平向右。

⑵设尸。由静止开始到速度大小为P的加速过程中，尸0运动的位移为％所用时间为△t,回路

中的磁通量变化为△叱平均感应电动势为瓦有后二詈⑧

其中A