用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压解答题 变式练 2025年高考物理.docx
用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压解答题
变式练2025年高考物理二轮复习备考
1．如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距，导轨平面与水平面间夹角，N、Q间连接一个电阻，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度。将一根质量的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒的电阻为，导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，已知金属棒从位置ab运动到位置cd的过程中，流过电阻R的电量为，，，。求：
（1）当金属棒速度的大小为时，金属棒加速度的大小a；
（2）金属棒运动到cd位置时的速度大小；
（3）金属棒由位置ab运动到位置cd的过程中，电阻R上产生的热量。
2．如图所示，一个长为2L、宽为L粗细均匀的矩形线框，质量为m、电阻为R，放在光滑绝缘的水平面上。一个边长为2L的正方形区域内，存在竖直向下的匀强磁场，其左边界在线框两长边的中点MN上。
（1）在时刻，若磁场的磁感应强度从零开始均匀增加，变化率，线框在水平外力作用下保持静止，求在某时刻t时加在线框上的水平外力大小和方向；
（2）若正方形区域内磁场的磁感应强度恒为B，磁场从图示位置开始以速度v匀速向左运动，并控制线框保持静止，求到线框刚好完全处在磁场中的过程中产生的热量；
（3）若（2）问中，线框同时从静止释放，求当通过线框的电量为q时线框速度大小的表达式。
3．如图所示，水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置，导轨间距离为，一端通过导线与阻值为的电阻连接；质量、长也为、电阻的金属杆静止放置在导轨上，导轨的电阻忽略不计；导轨所在位置有磁感应强度为的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向上，现在给金属杆施加一水平向右的拉力，使金属杆从静止开始做加速度为的匀加速直线运动。求：
（1）从静止开始运动，经时间时拉力的大小；
（2）上述内拉力的冲量。
4．如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L=1m，一磁感应强度B=0.1T的匀强磁场，垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接一阻值为R=0.60Ω的电阻，电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取10m/s2（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），求
（1）第2s末回路中的感应电动势；
（2）金属棒ab从静止开始运动的1.5s内，通过电阻R的电量q。
5．如图所示，光滑的平行倾斜金属导轨与水平面间的夹角为，下端连接阻值恒为Ω的小灯泡。两导轨之间的一段长为m的矩形区域内有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。质量kg、电阻Ω的金属棒MN长度等于两平行导轨间距，时刻金属棒从两导轨上部由静止释放，在s时刻进入磁场区域，运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，已知从金属棒释放到它离开磁场区，通过小灯泡的电流不变（小灯泡始终安全），导轨电阻不计，重力加速度取m/s，。求：
（1）平行导轨的间距；
（2）若从开始释放至运动到某一时刻的过程中金属棒MN产生的热量J，则该过程金属棒在磁场中运动的距离及通过金属棒的电荷量。
6．如图所示，两根间距为L＝1.0m，电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角＝30°，导轨底端接入一阻值为R＝2.0Ω的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为B＝1.0T的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上。在导轨上垂直于导轨放置一质量为m＝0.2kg、电阻为r＝1.0Ω的金属杆ab，开始时使金属杆ab保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上F＝2.0N的恒力，金属杆由静止开始运动了1.2m达到最大速度，重力加速度g＝10m/s2。金属杆从静止到运动1.2m的过程中，求：
（1）金属杆能获得的最大速度；
（2）通过电阻R的电荷量q；
（3）电阻R产生的热量Q；
（4）金属杆运动位移达1.2m时刻，两端的电势差Uab
??
7．如图甲所示，磁感应强度大小为的匀强磁场，方向竖直向上。两足够长的固定光滑平行金属导轨置于匀强磁场中，导轨间距为，电阻不计，左侧连接一定值电阻和理想电压表。质量为、长度也为，电阻为的金属棒垂直导轨放置，与导轨始终接触良好，金属棒在水平拉力的作用下运动，其速度随时间的变化规律为如图乙所示的正弦曲线，图中已知，求：
（1）理想电压表的示数；
（2）的过程中，拉力做的功；
（3）的过程中，拉力的冲量。
8．如图，光滑平行金属导轨间距为L，与水平面间的夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方