2017_2018学年高考物理专题48电磁感应中的“杆导轨”模型问题小题狂刷

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1、狂刷48电磁感应中的“杆+导轨”模型问题1．倾角为α的光滑导电轨道间接有电源，轨道间距为L，轨道上放一根质量为m的金属杆ab，金属杆中的电流为I，现加一垂直金属杆ab的匀强磁场，如图所示，ab杆保持静止，则磁感应强度方向和大小可能为A．方向垂直轨道平面向上时，磁感应强度最小，大小为B．z正向，大小为C．x正向，大小为D．z正向，大小为【答案】ACD【名师点睛】受力分析后，根据平衡条件，写出平衡方程，结合安培力公式，并根据左手定则，即可求解。2．如图所示，一根通电的直导线放在倾斜的粗糙导轨上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态.现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电

2、流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是25A．一直增大B．先减小后增大C．先增大后减小D．始终为零【答案】AB【名师点睛】考查左手定则及学会对物体进行受力分析，并根据受力情况来确定静摩擦力。值得注意的是此处的静摩擦力方向是具有确定性，从而导致答案的不唯一性。3．如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F。此时A．电阻R1消耗的热功率为Fv/3

3、B．电阻R2消耗的热功率为Fv/6C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθD．整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v【答案】BCD【解析】设ab长度为L，磁感应强度为B，电阻R1=R2=R。电路中感应电动势E=BLv，ab中感应电流为：，ab所受安培力为：①，电阻R1消耗的热功率为：25②，由①②得，电阻R1和R2阻值相等，它们消耗的电功率相等，则，故A错误、B正确。整个装置因摩擦而消耗的热功率为：Pf=fv=μmgcosα·v=μmgvcosα，故C正确；整个装置消耗的机械功率为：P3=Fv+Pf=(F+μmgcosα)v，故D正确。【名师点睛

4、】解决本题是根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力与速度的表达式，结合功率公式和功能关系进行分析。4．如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。质量为m、电阻可以不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，在这一过程中A．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和C．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热D．恒力F与安培力的合力所

5、做的功等于零【答案】AC5．如图所示，电阻不计间距为L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左端接有阻值为R的电阻连接，以导轨的左端为原点，沿导轨方向建立x轴，导轨处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一根电阻也为R，质量为m的金属杆垂直于导轨放置于处，不计金属杆与轨道间的接触电阻，现给金属杆沿x轴正方向的初速度，金属杆刚好能运动到2处，在金属杆运动过程中25A．通过电阻R的电荷量B．金属杆克服安培力所做的功为C．金属杆上产生的焦耳热为D．金属杆运动到1.5处的速度大小为【答案】ABD【名师点睛】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力

6、作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。6．如图所示，MN、PQ是与水平面成θ角的两条平行光滑且足够长的金属轨道，其电阻忽略不计。空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与轨道接触良好，每根导体棒的质量均为m，电阻均为r，轨道宽度为L，与轨道平行的绝缘细线一端固定，另一端与ab棒中点连接，细线承受的最大拉力Tm=2mgsinθ。今将cd棒由静止释放，则细线被拉断时，cd棒的25A．速度大小是B．速度大小是C．加速度大小是

7、2gsinθD．加速度大小是0【答案】AD【名师点睛】细线被拉断时，拉力达到最大值，根据平衡条件和安培力的表达式，求出此时cd棒的速度大小，根据牛顿第二定律求解加速度的大小。7．在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上。a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良