2025届高考物理二轮复习讲义：微专题7 电磁感应中的单杆模型 【含答案】

这是一份2025届高考物理二轮复习讲义：微专题7 电磁感应中的单杆模型 【含答案】，共7页。


单杆与电阻构成回路
例1 [2024·丽水模拟] 如图甲所示,两间距为L的光滑平行金属导轨固定在水平面内,左端用导线连接,导轨处在竖直向上的匀强磁场中.一根长度也为L、电阻为R的金属棒放在导轨上,在平行于导轨向右、大小为F的恒力作用下向右运动,金属棒运动过程中,始终与导轨垂直并接触良好,金属棒运动的加速度与速度关系如图乙所示,图乙中的a0、v0均为已知量.若不计金属导轨及左边导线电阻,金属导轨足够长,则下列说法不正确的是( )
A.金属棒的质量为Fa0
B.匀强磁场的磁感应强度大小为1LFRv0
C.当拉力F做功为W时,通过金属棒横截面的电荷量为WFR
D.某时刻撤去拉力,此后金属棒运动过程中加速度大小与速度大小成正比
单杆+电容器模型
例2 如图所示,光滑平行金属导轨弯折成对称的“V”字形,导轨间距为L,倾角为θ(很小)的倾斜部分与底部平滑连接,导轨位于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B(未知);在导轨左侧通过单刀双掷开关S可分别与电动势为E的电源(内阻为r)和极板为M和N的不带电的电容为C的电容器连接.将开关掷向1,长为L、质量为m的导体棒ab恰好能静止在倾斜导轨上高为h处.已知电容器始终工作在额定电压范围内,导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度为g,不计其他电阻和电磁辐射.
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若将S掷向2,分析棒的运动情况.
单杆的振动(简谐运动)
例3 如图所示,PQ、MN是两条固定在水平面内的间距l=1 m的平行轨道,两轨道在O、O'处各有一小段长度可以忽略的绝缘体,绝缘体两侧为金属导轨,金属导轨电阻不计.轨道左端连接一个R=0.3 Ω的电阻,轨道右端连接一个“恒流源”,使导体棒ab在O、O'右侧时电流恒为I=0.5 A.沿轨道MN建立x轴,O为坐标原点,在两轨道间存在垂直于轨道平面向下的有界磁场,x≥0区域磁感应强度大小B随坐标x的变化规律为B=0.4x(T);-1 m≤x