2025屆高考物理二輪復習講義：微專題7 電磁感應中的單桿模型【含答案】-學案下載-教習網(wǎng)

單桿與電阻構成回路
例1 [2024·麗水模擬] 如圖甲所示,兩間距為L的光滑平行金屬導軌固定在水平面內(nèi),左端用導線連接,導軌處在豎直向上的勻強磁場中.一根長度也為L、電阻為R的金屬棒放在導軌上,在平行于導軌向右、大小為F的恒力作用下向右運動,金屬棒運動過程中,始終與導軌垂直并接觸良好,金屬棒運動的加速度與速度關系如圖乙所示,圖乙中的a0、v0均為已知量.若不計金屬導軌及左邊導線電阻,金屬導軌足夠長,則下列說法不正確的是( )
A.金屬棒的質(zhì)量為Fa0
B.勻強磁場的磁感應強度大小為1LFRv0
C.當拉力F做功為W時,通過金屬棒橫截面的電荷量為WFR
D.某時刻撤去拉力,此后金屬棒運動過程中加速度大小與速度大小成正比
單桿+電容器模型
例2 如圖所示,光滑平行金屬導軌彎折成對稱的“V”字形,導軌間距為L,傾角為θ(很小)的傾斜部分與底部平滑連接,導軌位于方向豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度大小為B(未知);在導軌左側通過單刀雙擲開關S可分別與電動勢為E的電源(內(nèi)阻為r)和極板為M和N的不帶電的電容為C的電容器連接.將開關擲向1,長為L、質(zhì)量為m的導體棒ab恰好能靜止在傾斜導軌上高為h處.已知電容器始終工作在額定電壓范圍內(nèi),導體棒ab在運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好,重力加速度為g,不計其他電阻和電磁輻射.
(1)求磁感應強度B的大小;
(2)若將S擲向2,分析棒的運動情況.
單桿的振動(簡諧運動)
例3 如圖所示,PQ、MN是兩條固定在水平面內(nèi)的間距l(xiāng)=1 m的平行軌道,兩軌道在O、O'處各有一小段長度可以忽略的絕緣體,絕緣體兩側為金屬導軌,金屬導軌電阻不計.軌道左端連接一個R=0.3 Ω的電阻,軌道右端連接一個“恒流源”,使導體棒ab在O、O'右側時電流恒為I=0.5 A.沿軌道MN建立x軸,O為坐標原點,在兩軌道間存在垂直于軌道平面向下的有界磁場,x≥0區(qū)域磁感應強度大小B隨坐標x的變化規(guī)律為B=0.4x(T);-1 m≤x